沸石的结构特性
沸石是一种呈结晶阴离子型架状结构的多孔硅铝酸盐矿物质,是30多种沸石族矿物的总称。在世界40多个 的火山碎屑沉积岩中,已发现有1000多处沸石产地。常见的主要矿物有钠沸石、钙沸石、方沸石、束沸石、主沸石、浊沸石、毛沸石、斜发沸石、丝光沸石等,它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化。其化学通式可以表示为:(Na,K)x(Mg,Ca,Sr,Ba……)y?[Alx+ySin-(x+2y)
O2n]?mH2O。其中,x为碱金属离子个数,y为碱土金属离子个数,n表示铝硅离子的个数之和,m表示水分子的个数[4~6]。
构成沸石结晶阴离子型架状结构的基本单位是硅氧(SiO4)四面体和铝氧(AlO4)四面体。在这种四面体中,中心是硅(或铝)原子,每个硅(或铝)原子的周围有4个氧原子,各个硅氧四面体通过处于四面体顶点的氧原子互相连接起来,形成所谓的巨大分子。其中在铝氧四面体中由于1个氧原子的价电子没有得到中和,使得整个铝氧四面体带有1个负电荷,为保持电中性,附近要有1个带正电荷的金属阳离子(M+)来抵消极性(通常是碱金属或碱土金属离子)。这些阳离子和铝硅酸盐结合相当弱,具有很大的流动性,易和周围水溶液中的阳离子发生交换作用,交换后的沸石结构不被破坏。
沸石的这种结构决定了它具有离子交换性。
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