Типы силикатов - классификация и структура. Неорганическая химия, 11 класс. IIT JEE NEET

Тесты по силикатам (MCQ) можно найти по ссылке: http://www.adichemistry.com/inorganic... *** Оглянитесь вокруг на секунду — почти все твердые вещества, которые вы видите на Земле, например, песок, камни, стекло, цемент, состоят из силикатов. *** А вот в чем загвоздка — одна единственная тетраэдрическая единица ортосиликата объясняет образование всех остальных. В следующие несколько минут я покажу вам, как тетраэдр ортосиликата соединяется различными способами и создает различные типы силикатов. *** Это одна из самых результативных тем в 11 классе для подготовки к IIT-JEE и NEET. Так что оставайтесь со мной до конца. *** Я Адитья Вардхан, создатель adichemistry.com, Варангал. Давайте начнём и рассмотрим тему силикатов. ================== Прежде всего, что такое силикаты? Силикаты — это минералы, содержащие кремний и кислород, присутствующие в виде тетраэдрических единиц SiO₄. Эти тетраэдры SiO₄ могут соединяться между собой несколькими различными способами, образуя различные типы силикатных структур. ============== Теперь давайте подробнее рассмотрим ортосиликатный ион. Центральный атом кремния соединён с четырьмя атомами кислорода, расположенными тетраэдрически вокруг него. Каждый атом кислорода несёт отрицательный заряд, и поэтому формула ортосиликатного иона — SiO₄ с зарядом 4-. Здесь показана структура ***вид сбоку ортосиликатного тетраэдра. Для удобства мы представляем атомы в виде кружков. *** Синие круги представляют атомы кислорода, а красный закрашенный круг — атом кремния. *** Большинство силикатных структур на бумаге представлены в виде сверху. Таким образом, показанная здесь диаграмма — это вид сверху *** ортосиликатного иона. =========== Теперь давайте построим различные типы силикатов, начиная с ортосиликатного иона, и изучим их структуры. ================== Простейшие силикаты — это ортосиликаты, также известные как несосиликаты. Они содержат только дискретные единицы ортосиликатного иона SiO₄⁴⁻. В этих силикатах тетраэдры SiO₄ не имеют общих атомов кислорода друг с другом. ============= Некоторые распространенные примеры ортосиликатов: Фенацит, Виллемит, Оливин, и циркон. ============= Далее идут пиросиликаты, также известные как соросиликаты. Они состоят из ионов Si₂O₇⁶⁻, которые образуются путем соединения двух тетраэдрических ортосиликатных ионов. Эти два тетраэдра имеют общий атом кислорода в одном из углов. Лучший пример пиросиликата — тортеитит. =========== Третий тип силикатов — циклосиликаты, иначе известные как кольцевые силикаты. Они содержат ионы (SiO₃)ₙ²ⁿ⁻. В этих силикатах три или более тетраэдрических SiO₄⁴⁻-единиц циклически связаны друг с другом, образуя кольцевые структуры. Некоторые распространенные примеры циклосиликатов: бенитоит и берилл. =========== Далее идут цепные силикаты, также известные как пироксены. Они также содержат ионы (SiO₃)ₙ²ⁿ⁻. В этих силикатах «n»-число тетраэдрических SiO₄-единиц линейно связано, образуя длинные цепные структуры. Некоторые важные примеры цепных силикатов: сподумен, диопсит, и волластонит. =============== Теперь рассмотрим двойные цепные силикаты, иначе известные как амфиболы. *** Они имеют общую формулу (Si₄O₁₁)ₙ⁶ⁿ⁻. В силикатах с двойной цепочкой существуют два типа тетраэдров. ***Некоторые тетраэдры имеют три общие вершины, *** в то время как другие имеют только две общие вершины. Этот тип связи приводит к образованию структуры с двойной цепочкой. ***Некоторые распространенные примеры амфиболов: Асбест и Тремолит. ============ Далее идут слоистые силикаты, также известные как филлосиликаты. Общая формула слоистых силикатов: (Si₂O₅)ₙ²ⁿ⁻. В этих силикатах тетраэдры SiO₄ имеют три общих атома кислорода с соседними тетраэдрами. В результате тетраэдры соединяются вместе, образуя двумерные листовидные структуры. ================= Распространенные примеры листовых силикатов включают тальк, слюду и глинистые минералы. ========= Наконец, у нас есть трехмерные силикаты, также известные как тектосиликаты. *** Общая формула трехмерных силикатов: (SiO₂)ₙ. *** В этих силикатах каждый тетраэдр SiO₄ разделяет все четыре атома кислорода с соседними тетраэдрами. В результате образуется непрерывная трехмерная сетевая структура. *** Некоторые важные примеры тектосиликатов: кварц, тридимит, кристобалитовый полевой шпат и цеолиты.