硅酸盐

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硅酸盐

所谓硅酸盐指的是硅、氧与其它化学元素(主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等)结合而成的化合物的总称。它在地壳中分布极广,是构成多数岩石(如花岗岩)和土壤的主要成分。由于其结构上的特点,种类繁多(硅酸盐矿物的基本结构是硅――氧四面体;在这种四面体内,硅原子占据中心,四个氧原子占据四角。这些四面体,依着四面体,依着不同的配合,形成了各类的硅酸盐)。

它们大多数熔点高,化学性质稳定,是硅酸盐工业的主要原料。硅酸盐制品和材料广泛应用于各种工业、科学研究及日常生活中。  

化学性质

    化学上,指由硅和氧组成的化合物(SixOy),有时亦包括一或多种金属和或氢。它亦用以表示由二氧化硅硅酸产生的盐。能与酸反应生成硅酸固体。

在普通情况下,最稳定的硅酸盐是二氧化硅(SiO2)--俗称石英,和类似的化合物。二氧化硅经常有微量的硅酸(H4SiO4)处于平衡状态。化学家认为石英是不可溶解的,但在长时间尺度下,它是可以流动的。此外,在碱性条件下,会出现H2SiO42-。大部分硅酸盐都是不可溶解的。

硅酸盐矿物的特征是它们的正四面体结构,有时这些正四面体以链状、双链状、片状、三维架状方式连结起来。按正四面体聚合的程度,硅酸盐再细分为:岛状硅酸盐类、环状硅酸盐类等。

在地质学和天文学上,硅酸盐指一种由硅和氧组成的岩石(通常为SiO2或SiO4),有时亦包括一或多种金属和或氢。此类岩石包括花岗岩及辉长岩等。地球及其他类地行星的大部分地壳均以硅酸盐组成。  

硅酸盐的常见化合物

例如:硅酸钠:Na2O.SiO2

石棉:CaO.3MgO.4SiO2

长石:K2O.Al2O3.6SiO2

普通玻璃的大致组成:Na2O.CaO.6SiO2

水泥的主要成分:3CaO.SiO2,2CaO.SiO2,3CaO.Al2O3

黏土的主要成分:Al2O3.2SiO2.2H2O

矿物学上,硅酸盐矿物按其分子结构分为以下类别:

橄榄石 (单正四面体) - 岛状硅酸盐类

绿帘石 (double tetrahedra) - 对状硅酸盐类

电气石 (rings of tetrahedra) - 环状硅酸盐类

辉石 (single chain) - 链状硅酸盐类

角闪石 (double chain) - 链状硅酸盐类

云母和白土 (sheet) - 片状硅酸盐类

长石 (framework) - 架状硅酸盐类

石英 (SiO2 framework) - 架状硅酸盐类

天然硅酸盐

自然界存在的各种天然硅酸盐矿物约占地壳质量的95%

硅酸盐矿的复杂性在其阴离子,而阴离子的基本结构单元和二氧化硅一样,是硅氧四面体。硅氧四面体通过以下几种方式组成了各种不同的硅酸根阴离子

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