სილიკატი

ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                          სილიკატი

ორთოსილიკატური ანიონის SiO სტრუქტურა4−

სილიკატი არის პოლიატომური ანიონების ოჯახის ნებისმიერი წევრი, რომელიც შედგება სილიციუმის და ჟანგბადისგან , ჩვეულებრივ ზოგადი ფორმულით [SiO2].(4−2 x )−
4− x]
ნ, სადაც 0 ≤ x < 2. ოჯახი მოიცავს ორთოსილიკატურ SiO2-ს4−4( x = 0 ), მეტასილიკატური SiO2−3( x = 1 ) და პიროსილიკატი Si 2 O6−7( x = 0.5 , n = 2 ). ეს სახელი ასევე გამოიყენება ასეთი ანიონების ნებისმიერი მარილისთვის , როგორიცაა ნატრიუმის მეტასილიკატი ; ან ნებისმიერი ეთერისთვის , რომელიც შეიცავს შესაბამის ქიმიურ ჯგუფს , როგორიცაა ტეტრამეთილ ორთოსილიკატი .  სახელწოდება „სილიკატი“ ზოგჯერ ვრცელდება სილიციუმის შემცველ ნებისმიერ ანიონზე, მაშინაც კი, თუ ისინი არ შეესაბამება ზოგად ფორმულას ან შეიცავს სხვა ატომებს ჟანგბადის გარდა; მაგალითად, ჰექსაფტორსილიკატი [ SiF6 ] 2− ^. ყველაზე ხშირად, სილიკატები გვხვდება სილიკატური მინერალების სახით .

მრავალფეროვანი საწარმოო, ტექნოლოგიური და მხატვრული საჭიროებებისთვის, სილიკატები მრავალმხრივი მასალებია, როგორც ბუნებრივი (მაგალითად, გრანიტი , ხრეში და ძოწი ), ასევე ხელოვნური (მაგალითად, პორტლანდცემენტი , კერამიკა , მინა და წყლის მინა ).

სტრუქტურული პრინციპები

სილიკატების უმეტესობაში, სილიციუმის ატომი იკავებს იდეალიზებული ტეტრაედრის ცენტრს , რომლის კუთხეებშიც ოთხი ჟანგბადის ატომია, რომლებიც მასთან დაკავშირებულია ერთჯერადი კოვალენტური ბმებით ოქტეტის წესის მიხედვით .  ჟანგბადის ატომები, რომლებსაც გარკვეული უარყოფითი მუხტი აქვთ, სხვა კატიონებთან (M ⁿ⁺ ) არიან დაკავშირებული. ეს Si-OMO-Si კავშირი ძლიერი და ხისტია, რაც კლდის მსგავს სილიკატებში ვლინდება.  სილიკატების კლასიფიკაცია შესაძლებელია სილიკატური ანიონების სიგრძისა და ჯვარედინი შეკავშირების მიხედვით.

იზოლირებული სილიკატები

იზოლირებულ ორთოსილიკატურ ანიონებს აქვთ ფორმულა SiO4−
4ამ ჯგუფის გავრცელებული მინერალია ოლივინი ( (Mg,Fe ) 2SiO4 ) .

ორ ან მეტ სილიციუმის ატომს შეუძლია სხვადასხვა გზით გაიზიაროს ჟანგბადის ატომები, რათა წარმოქმნას უფრო რთული ანიონები, როგორიცაა პიროსილიკატური Si.
2ო6−
7.

ჯაჭვები

მეტასილიკატური ჯაჭვის გამოსახულება, ტეტრაედრული სილიკატური ქვეერთეულების ხაზგასმით.

მეტასილიკატური ჯაჭვის ალტერნატიული გამოსახულება, რომელიც ხაზს უსვამს Si-O ბმებს.

თითოეულ სილიციუმთან ორი საერთო ოქსიდის შეკავშირებისას შეიძლება წარმოიქმნას ციკლური ან პოლიმერული სტრუქტურები. ციკლური მეტასილიკატური რგოლი Si
6ო12−
18არის SiO ₃ ^{2-- ის} ჰექსამერი . პოლიმერული სილიკატური ანიონები ასევე შეიძლება არსებობდეს გრძელი ჯაჭვების სახით.

ერთჯაჭვიან სილიკატებში, რომლებიც ინოსილიკატის ერთ-ერთი სახეობაა , ტეტრაედრები ერთმანეთთან დაკავშირებულია ჯაჭვის შესაქმნელად, თითოეულის მიერ გამოყენებული ორი ჟანგბადის ატომის გამოყენებით. ამ ჯგუფის გავრცელებული მინერალია პიროქსენი .

ორმაგი ჯაჭვის ტეტრაედრები.

ორჯაჭვიანი სილიკატები, ინოსილიკატების მეორე კატეგორია, წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც ტეტრაედრები ორმაგ ჯაჭვს ქმნიან (არა ყოველთვის, მაგრამ ძირითადად) თითოეული ორი ან სამი ჟანგბადის ატომის გაზიარებით. ამ ჯგუფის საერთო მინერალებია ამფიბოლები .

ფურცლები

ფურცლოვანი სილიკატები.

ამ ჯგუფში, რომელიც ცნობილია როგორც ფილოსილიკატები , ტეტრაედრები თითოეულს სამ-სამი ჟანგბადის ატომს იზიარებენ და თავის მხრივ ორგანზომილებიან ფენებს ქმნიან. ეს სტრუქტურა იწვევს იმას, რომ ამ ჯგუფის მინერალებს ერთი ძლიერი გახლეჩის სიბრტყე აქვთ. ამ ჯგუფში ხვდება ქარსი . როგორც მუსკოვიტს , ასევე ბიოტიტს ძალიან სუსტი ფენები აქვთ, რომელთა ფურცლებად აქერცვლა შესაძლებელია.

ჩარჩო

ჩარჩო სილიკატში, რომელიც ცნობილია როგორც ტექტოსილიკატი , თითოეული ტეტრაედრი მეზობლებთან ერთად იზიარებს ჟანგბადის 4 ატომს, რაც ქმნის სამგანზომილებიან სტრუქტურას. ამ ჯგუფში შედის კვარცი და ფელდშპატი .

სილიკატები არატეტრაედრული სილიციუმით

მიუხედავად იმისა, რომ ტეტრაედრი სილიციუმ(IV) ნაერთების საერთო კოორდინაციული გეომეტრიაა, სილიციუმი შეიძლება ასევე გვხვდებოდეს უფრო მაღალი კოორდინაციული რიცხვებით. მაგალითად, ანიონ ჰექსაფტორსილიკატში SiF2−
6, სილიციუმის ატომი გარშემორტყმულია ექვსი ფტორის ატომით ოქტაედრული განლაგებით. ეს სტრუქტურა ასევე ჩანს ჰექსაჰიდროქსისილიკატურ ანიონში Si(OH)2−
6ეს გვხვდება თაუმაზიტში , მინერალში, რომელიც იშვიათად გვხვდება ბუნებაში, მაგრამ ზოგჯერ შეინიშნება სხვა კალციუმის სილიკატურ ჰიდრატებს შორის , რომლებიც ხელოვნურად წარმოიქმნება ცემენტისა და ბეტონის კონსტრუქციებში, რომლებიც ექვემდებარება ძლიერ სულფატურ შეტევას თიხნარ ნიადაგებში , რომლებიც შეიცავს დაჟანგულ პირიტს . 

ძალიან მაღალი წნევის დროს, როგორიც დედამიწის ქანების უმეტესობაშია, SiO2-იც კი _{იღებს} ექვსკოორდინირებულ ოქტაედრულ გეომეტრიას მინერალ სტიშოვიტში , სილიციუმის მკვრივ პოლიმორფში, რომელიც გვხვდება დედამიწის ქვედა მანტიაში და ასევე წარმოიქმნება მეტეორიტების დაცემის დროს დარტყმის შედეგად. 

ქიმიური თვისებები

ტუტე კათიონებისა და მცირე ან ჯაჭვის მსგავსი ანიონების შემცველი სილიკატები , როგორიცაა ნატრიუმის ორთო- და მეტასილიკატი , წყალში საკმაოდ ხსნადია. ხსნარიდან კრისტალიზაციისას ისინი რამდენიმე მყარ ჰიდრატს წარმოქმნიან. ხსნადი ნატრიუმის სილიკატები და მათი ნარევები, რომლებიც ცნობილია როგორც წყლის მინა , მნიშვნელოვანი სამრეწველო და საყოფაცხოვრებო ქიმიკატებია. არატუტე კათიონების ან ფურცლოვანი და სამგანზომილებიანი პოლიმერული ანიონების შემცველი სილიკატები, ჩვეულებრივ, წყალში უმნიშვნელო ხსნადობით ხასიათდება ნორმალურ პირობებში.

რეაქციები

სილიკატები, როგორც წესი, ქიმიურად ინერტულია. ამიტომ, ისინი ფართოდ გავრცელებული მინერალებია. მათი მდგრადობა ასევე მოითხოვს მათ გამოყენებას სამშენებლო მასალებად.

კალციუმის ოქსიდებითა და წყლით დამუშავებისას, სილიკატური მინერალები ქმნიან პორტლანდცემენტს .

სილიკატური მინერალების ჰიდროლიზთან დაკავშირებული წონასწორობების შესწავლა რთულია. მთავარი გამოწვევა SiO444- და მისი სხვადასხვა პროტონირებული ფორმების ძალიან დაბალი ხსნადობაა _. ^{ასეთი} წონასწორობები მნიშვნელოვანია გეოლოგიურ დროის მასშტაბებში მიმდინარე პროცესებისთვის.  ზოგიერთი მცენარე გამოყოფს ლიგანდებს, რომლებიც ხსნიან სილიკატებს, რაც ბიომინერალიზაციის ერთ-ერთი ეტაპია .

კატექოლებს შეუძლიათ SiO2-ის — სილიკატების კომპონენტის — დეპოლიმერიზაცია, _{რომელსაც} აქვს იონური სტრუქტურები, როგორიცაა ორთოსილიკატი (SiO44- ₎ ^, _{მეტასილიკატი} (SiO23- ⁾ _და პიროსილიკატი ( _Si2O67- ) — კოორდინაციის გზით ბის- და ტრის(კატექოლატ)სილიკატური დიანიონების წარმოქმნით. ^{ამ კომპლექსების დამატებით დაფარვა შესაძლებელია სხვადასხვა სუბსტრატებზე ,} როგორიცაა წამლის მიწოდების სისტემები, ანტიბაქტერიული და დაბინძურების საწინააღმდეგო აპლიკაციები.

აღმოჩენა

ხსნარში არსებული სილიკატური ანიონები რეაგირებენ მოლიბდატის ანიონებთან, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ყვითელი სილიკომოლიბდატის კომპლექსები. ტიპურ პრეპარატში, მონომერული ორთოსილიკატი სრულად რეაგირებს 75 წამში; დიმერული პიროსილიკატი - 10 წუთში; ხოლო უფრო მაღალი ოლიგომერები - გაცილებით მეტ დროში. კერძოდ, რეაქცია არ შეინიშნება კოლოიდური სილიციუმის სუსპენზიების დროს . 

ზეოლიტის ფორმირება და გეოპოლიმერების პოლიმერიზაცია

ხსნადი სილიკატების ბუნება მნიშვნელოვანია ბიომინერალიზაციისა და ალუმინოსილიკატების სინთეზის გასაგებად , როგორიცაა სამრეწველო თვალსაზრისით მნიშვნელოვანი კატალიზატორები , რომლებსაც ცეოლიტები ეწოდებათ .  ალუმინატის ანიონებთან ერთად , ხსნადი სილიკატური ანიონებიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ გეოპოლიმერების პოლიმერიზაციის მექანიზმში . გეოპოლიმერები ამორფული ალუმინოსილიკატებია, რომელთა წარმოებას ნაკლები ენერგია სჭირდება, ვიდრე ჩვეულებრივი პორტლანდცემენტის . ამრიგად, გეოპოლიმერულ ცემენტებს შეუძლიათ წვლილი შეიტანონ დედამიწის ატმოსფეროში CO2- ის გამოყოფის და ამ სათბურის გაზით გამოწვეული გლობალური დათბობის შეზღუდვაში .

იხ.ვიდეო - Silicate Minerals And Structures | Silicates it's Structure And Classification

რეკლამა    -  მომზადება ვოკალში -  პროფესიონალი მომღერალი ოპერის სოლისტი მრავალი კონკურისის ლაურეატი მოამზადებს ნებისმერ მსურველს ვოკალში საოპერო, კამერული, საესტრადო, ფოლკორში. ხმისა და სუნთქვის დაყენება, გაძლიერება, დიაპაზონის გაზრდა სათანადო რეპერტუარით, სწავლების ინტესივობა და მიმართულება განისაზღვრება ინდივიდულურად მასწავლებლის მიერ. ფასი 40ლ. ერთი გაკვეთილი ტ 595 33 01 77,   5977 872 64

ბრიტანეთში სტაჟირებული, სერტირთიფიცირებული ინგლისური ენის სპეციალისტი,  თარგმნა, ინგლისურიდან ქართულში ან პირიქით ტექსტის კორექტირიება,  აკრეფა ვორდში და ინგლისურში ნებისმირი მსურველის მომზადება  ინგლისურში სკოლის მოსწავლეებს, აბიტურიენტებს ან სხვა ნებისმიერ მსურველს სათანადო პროგრამით  FCF , TOEFl, IEFLtS სათანადო  აუდიო თუ ვიდეო მასალის გამოყენებით  ფასი შეთანხმებით ასევე ონლაინ მომსახურება და სწავლა ტ. 591 102 949