Большая Советская Энциклопедия (СИ) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 37

  В случаях, когда в структуре С. другие тетраэдрические радикалы играют одинаковую роль с тетраэдрами [SiO₄]^4-, выделяют алюмосиликаты, боросиликаты и бериллосиликаты, а также гетерогенные каркасные и слоистые титано- и цирконосиликаты. В номенклатуре С. наряду со структурными обозначениями, связанными с типом сочетаний кремнекислородных тетраэдров, иногда используются названия, сохранившиеся от представлений о них как о солях кремниевых кислот: ортосиликаты — соли ортокремниевой кислоты, метасиликаты — соли метакремниевой кислоты и др.

  Структура С. По характеру сочетания кремнекислородных тетраэдров выделяется 5 подклассов С.: островные, кольцевые, цепочечные, слоистые, каркасные.

  Островные С. Сюда относятся С. с изолированными тетраэдрами [Si 04]^» — ортосиликаты, связанные посредством расположенных между ними октаэдрических катионов (рис., 1), или с изолированными парами тетраэдров [Si₂O₇]^6- — диортосиликаты, которые возникли в результате соединения двух кремнекислородных тетраэдров (рис., 2).

  К ортосиликатам относятся группы оливина (MgFe)₂[SiO₄], циркона Zr [SiO₄], гранатов, фенакита Be₂[SiO₄] и др. (без воды и добавочных анионов), топаза Al₂[SiO₄] F₂, андалузита Al₂[SiO₄] O, титанита CaTi [SiO₄] O и др. (с добавочными анионами F^-, O^2-, OH^-); к диортосиликатам — группы бертрандита Be₄[Si₂O₇j (OH)₂, ильваита CaFe₃×[Si₂O₇] O (OH) и др.; к ортодиортосиликатам относятся группы везувиана Ca₁₉ Mg₃Al₁₀[Si₂O₇]₄×[SiO₄]₁₀O₂(OH)₆, эпидота Са, Ce, Fe³⁺, Fe²⁺, Al₂[Si₂O₇]× [SiO₄] O×(OH) и др.

  Кольцевые С. характеризуются кольцевой структурой, в которой группы [SiO₄]^4- не изолированы, а соединяются общими ионами кислорода в кольца (рис., 3). При этом различают кольца двух типов — простые и двойные («двухэтажные»). К первым относятся кольца типа [Si₃O₉]^6- — группа волластонита Ca₃[Si₃O₉], типа [Si₄O₁₂]^8- — группа тарамеллита Ba₂Fe₂[Si₄O₁₂](OH)₂, типа [Si₆O₁₈]^12- — группы берилла Be₃Al₂[Si₆O₁₈], кордиерита Mg₂Al₃[AISi₅O₁₈] и др.; типа [Si₈O₂₄]^12- — группа мьюкрита Ba₁₀CaMnTi₂[Si₈O₂₄]×(Cl, OH, O)¹²×4H₂O. Ко вторым относятся кольца типа [Si₈O₂₀]^12- — группа эканита Ca₂Th [Si₈O₂₀], и типа [Si₁₂O₃₀]^12- — группа миларита KCa₂Be₂AI [Si₁₂O₃₀].

  Цепочечные С. Простейшие и наиболее распространённые из них представлены непрерывными цепочками кремнекислородных тетраэдров, соединённых вершинами, типа [SiO₃]^2- или сдвоенными цепочками-лентами типа [Si₄O₁₁]^6- (рис., 4 и 5). К ним принадлежат группы пироксенов, амфиболов, рамзаита Na₂[Ti₂Si₂O₆] O₃ и др.

  Слоистые С. характеризуются непрерывными в двух направлениях слоями кремнекислородных тетраэдров, образующими бесконечные двухмерные радикалы, которые в зависимости от пространственного положения кремнекислородных тетраэдров в слое имеют различную формулу; для слоя, состоящего из шестерных колец, характерен радикал типа [Si₄O₁₀]^4- (рис., 6); при этом в шестерном кольце тетраэдров слоя каждый из шести атомов кремния принадлежит трём таким кольцам, т. е. по два кремния на каждое кольцо. К этому подклассу относятся слюды группы мусковита и биотита K (Mg, Fe_{2- 3})[AlSi₃O₁₀]×(OH, F)₂, группы пирофиллита Al₂[Si₄O₁₀](OH)₂ и талька Mg₃[Si₄O₁₀]×(OH)₂, каолинита Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈ и серпентина Mg₆[Si₄O₁₀](OH)₈, галлуазита Al₄(H₂O)₄[Si₄O₁₀](OH)₈, хлоритов; к слоистым относится гадолинит FeY₂×[Be₂Si₂O₁₀]; к титаносиликатам — астрофиллит (К, Na)₃(Mn, Fe)₇[Ti₂(Si₄O₁₂)₂×O₂(OH)₅; к ураносиликатам — склодовскит (H₃O)₂Mg [UO₂(SiO₄)]₂×3H₂O и др.

  Каркасные С. характеризуются трёхмерным бесконечным каркасом кремнекислородных тетраэдров типа [SiO₄]^4-, соединённых всеми четырьмя вершинами друг с другом так, что каждый атом кислорода одновременно принадлежит только двум таким тетраэдрам; общая формула [Al_mSi_n-mO_2n] ^m-. К ним относятся минералы группы полевых шпатов Na [AISi₃O₈] — K [AISi₃O₈] — Ca [Al₂Si₂O₈], нефелина KNa₃[AISiO₄], петалита Li [AISi₄O₁₀], данбурита Ca [B₂Si₂O₈l, цеолитов, содалита Na₄[AISiO₄]₃Cl, гельвина Mn₄[BeSiO₄]₃S (см. Содалита группа) и др.

  В структурах С. установлено значительное число различных типов цепочек, лент, сеток и каркасов из тетраэдров.

  По составу тетраэдрических радикалов различаются простые С. с кремнекислородным радикалом [SiO₄]^4- и сложные С., в которых вместе с [SiO₄]^4- присутствуют тетраэдрические группы алюминия (алюмосиликаты), бериллия (бериллосиликаты), бора (боросиликаты), титана (титаносиликаты), циркония (цирконосиликаты), урана (ураносиликаты). Наряду с этим выделяются силикаты Al, Be, Ti, Zr, в которых эти элементы играют роль таких же катионов, как Mg, Fe и др., соединяясь с кремнекислородными тетраэдрами не вершинами, а ребрами или через вершины, поделенные между двумя тетраэдрами.

  Катионы, входящие в состав С., разделяются прежде всего на 2 группы: малые катионы — Mg²⁺, Al³⁺, Fe²⁺, Mn²⁺ и др., частично Ca²⁺, имеющие обычно октаэдрическую координацию (содержащие их соединения составляют первую главу кристаллохимии С., по Н. В. Белову, 1961), и крупные катионы — К⁺, Na⁺, Ca²⁺, Ba²⁺, Sr²⁺, редкоземельных элементов, образующие соответственно более крупные координационные полиэдры: 8-, 9-, 12-вершинники, ребра которых соизмеримы уже с размерами не одиночных [SiO₄]^4- тетраэдров, а групп [Si₂O₇]^6- (с этими соединениями связана вторая глава кристаллохимии С.).

  Для С. характерен изоморфизм, проявляющийся особенно широко среди катионов; вследствие этого в С. распространены ряды твёрдых растворов (непрерывные или со значительными пределами замещений), а также изоморфные примеси. Поэтому даже развёрнутые формулы С., учитывающие основные изоморфные замещения, всё же являются неполными вследствие большой сложности состава реальных С. Распределение изоморфных катионов в структуре С. зависит от температуры и устанавливается рентгенографически или по мёссбауэровским и инфракрасным спектрам. Это свойство позволяет использовать С. в качестве геотермометра.