Соединения кремнияПериодическая система / Кремний / Соединения кремнияСтраница 4
Из-за коллоидного характера силикатов, их нельзя получить в чистом виде. Поэтому встает вопрос о солеобразной природе силикатов. Но это не все. Рассмотрим два сходных по строению силиката: жадеит Na Al[Si2O6] и лейцит K Al[Si2O6]. По поликремниевой теории они являются солями метакремниевой кислоты, а, следовательно, должны обладать сходными свойствами. Но по своей природе это два совершенно разных вещества. Данная теория не объясняет зависимости между составом и свойствами веществ, хотя это является основной ее задачей.
Еще Д.И. Менделеев отмечал недостатки этой теории. Он предполагал изоморфизм в кристаллах силикатов, т.е. способность атомов замещать друг друга в кристаллических структурах. Причем это могут быть атомы не только одного типа, но и разных. Так, он проявляется в кристаллах алюмосиликатов, хотя алюминий и кремний – разные по типу атомы. Д.И. Менделеев называл подобные кристаллы «неопределенными соединениями», схожими со сплавами, но это сплавы не простых веществ, а близких оксидов. Полимерные соли кремния существуют не из-за существования полимерных кислот, а из-за полимеризации соединений кремния. Исследования Д.И. Менделеева сыграли важную роль в формировании взглядов на эту проблему.
Рис.3 Схемы строения пироксиновых цепочек
В 1925-1931гг. У.Л. Брегг исследовал кристаллы алюмосиликатов, в том числе и с помощью рентгена. Он предложил структурную классификацию силикатов. По его мнению, силикаты представляли собой полимерные структуры, состоящие из тетраэдров – оксидов кремния, атомов заместивших его. Соединяются они с помощью атомов кислорода, ставших «общими» для двух тетраэдров. Такие атомы кислорода называются мостиковыми, а те, что не участвуют в образовании таких связей – не мостиковыми. Таким образом, создаются связи Si –- O –- Si или Si –- O – Al. Многообразие силикатов объясняется различными способами соединения этих тетраэдров.
Брегг предлагал классифицировать силикаты по типам кремнекислородных радикалов:
1. Ортосиликаты [SiO4]4 – У этого радикала все атомы кислорода являются немостиковыми.
2. Островные [Si2O7]6 –, [Si3O8]6 –, [Si4O12]8 –. Два кислорода в каждом тетраэдре служат для образования кольца, а два других являются не мостиковыми.
3. Изолированные [SiO2]2 – и сдвоенные [Si4O11]6 – радикалы образуют бесконечные цепочки
4. Слоистые структуры с радикалами [Si2O5]2 –
5. Каркасные структуры
Рассмотрим строение ортосиликата натрия. Его формула 2Na2O ´ SiO2. Данный ортосиликат относится к первой группе. В нем тетраэдры [SiO4]4 – соединены между собой ионами натрия.
Представителями силикатов третьей группы являются пироксены с формулой LiAl[Si2O6]. В них один атом кремния из трех заместился на атом алюминия. Пироксены образуют бесконечные цепочки разного строения (рис.3). Строение цепочки определяет свойства пироксена.
Смотрите также
Модификация вторичных полимеров для изготовления изделий различного функционального назначения
...
Океанская биологическая пустыня стремительно растет
Океанские биологические пустыни хотя и занимают 40% поверхности нашей планеты, не очень известны. Вскоре ситуация может измениться – их площадь стремительно увеличивается.
Сахара, Гоби, Ч ...
Методы количественного обнаружения в образцах экологически опасных радионуклидов
...