Московский Государственный Горный Университет. Факультет ГЭМ. Группа ГМО-4-93. Орлов Александр. 1994 г.
    РЕФЕРАТ ПО ХИМИИ.
    ТЕМА "СИЛИКАТЫ" Природные силикаты образовались в основном из расплавленной магмы. Предпологается, что при затвердевании магмы из нее сначала выкристаллизовывались силикаты, более бедные кремнеземом -ортосиликаты,затем после израсходования катионов выделялись силикаты с высоким содержанием кремнезема - полевые шпаты, слюды и, наконец, чистый кремнезем. Силикаты - сложные кремнекислородные соединения в виде минералов и горных пород, занимают определяющее место в составе земной коры (80% по В.И.Вернадскому). А если добавить природный оксид кремния - кварц, то кремнекислородные соединения образуют более 90% массы земной коры и практически полностью слагают объем Земли. Силикатные минералы являются породообразующими: такие горные породы, как гранит, базальт, кварцит, песчаник, полевой шрат, глина, слюда и другие, сложены силикатными и алюмо- силикатными минералами. Абсолютное большинство силикатных минералов является твердыми кристаллическими телами, и только незначительное количество минералов находится в аморфном состоянии (халцедон, опал, агат и др.)или в коллоидно-дисперсном состоянии: глины, цеолиты, палыгорскит и др. Каждый минерал, как извесно, обладает совокупностью физических и химических свойств, которые всецело определяются его кристаллической структурой и химическим составом.
    Кристаллические структуры силикатов многообразны, но основу их составляют комбинации атомов самых распространенных элементов - Si (кремния) и O (кислорода).
    Координатное число кремния 4. Таким образом, каждый атом кремния находится в окружении четырех атомов кислорода. Если соединить центры атомов кислорода, то образуется пространствен- ная кристалическая структура - тетраэдр, в центре которого находится атом кремния, соединенный с четырьмя атомами кислорода в вершинах. Такая группировка называется кремнекислородным радикалом [SiO ] . Химическая связь Si - O - Si называется силоксановой, природа связи - ковалентная, энергия связи Si - O очень высока и равняется 445 кДж/моль.
    Поскольку устойчивое координатное число кремния равно 4, силикатные структуры полимерны. Они представлены различными типами структур - островной, кольцевой, цепочечной или слоистой, каркасной. Состав и строение главных породообразующих минералов определяют их свойства, а следовательно, и поведение в массивах горных пород при различных механических, физических и физико-химческих воздействиях в естественных условиях залегания и при проведении горных работ. Таким образом, химия силикатов является одним из главных моментов при проектировании и технологии проведения горных работ. Кроме того, многочисленные силикатные минералы и порды широко используются как сырьевые материалы в различных технологических производствах, например, в высокотемпературных процессах (обжиг, спекание, плавление) при производстве: 1) цемента (глины, карбонаты, мергели); 2) глазурий, стекол (полевые шпаты, пегматиты, нефелины, и другие
    щелочные, в том цисле литиевые алюмосиликаты,
    циркон); 3) легких заполнителей и (вспучивающиеся при
    термоизоляционных порошков обжиге вермикулиты,
    перлиты и т.д.); 4) огнеупоров, керамических изделий (глины, каолины, силлиманиты,
    циркон); 5) форстеритовых огнеупоров (дуниты, оливиновые минералы, тальк,
    асбестовые отходы); 6) фарфора (глины, каолины и др.); 7) изоляторов (тальк); 8) каменных материалов (глины). Группа силикатов используется без обжига в качестве: 1) адсорбентов для очистки газов и вод (бентонитовые глины, цеолиты); 2) компонента буровых растворов (бентонитовые высокодисперсные глины); 3) наполнителя при производстве бумаги, резины (каолины, тальк); 4) драгоценных камней (изумруд, топаз, цветные турмалины, хризотил,
    голубые аквамарины и др.). Силикатные руды и минералы используют для добычи металлов, их оксидов и солей, а также для извлецения Zi (лепидолит, сподумен), CS (поллуцит), Be (берилл) и получения Ni (ревдинкит, гарниерит и др.) и Zr (циркон). --T-------------T-------------T-------------------------------T-------------¬ ¦ ¦ Tип ¦Силикатные ¦ Минералы ¦ ¦ ¦N¦структуры ¦ группы +-------------------T-----------+ Свойства ¦ ¦ ¦ ¦(радикалы) ¦ Формула ¦ Название ¦ ¦ +-+-------------+-------------+-------------------+-----------+-------------+ ¦1¦Островной ¦[SiO ] ¦ Be [SiO ] ¦Фенакит ¦Характерны ¦ ¦ ¦(ортосиликат)¦ ¦ Mg [SiO ] ¦Форстерит ¦высокие ¦ ¦ ¦ ¦ ¦(Mg,Fe) [SiO ] ¦Оливин ¦температуры ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ Zr[SiO ] ¦Циркон ¦плавления, ¦ ¦ ¦ +-------------+-------------------+-----------+значительная ¦ ¦ ¦ ¦[SiO ] - ¦Al O[SiO ] ¦Дистен ¦плотность ¦ ¦ ¦ ¦анионы (F ,O ¦CaTiO[SiO ] ¦Титанит ¦(выше3,2г/см)¦ ¦ ¦ ¦OH )наряду ¦Al (OH,F )[SiO ] ¦Топаз ¦и частота, ¦ ¦ ¦ ¦с катионами ¦3Mg [SiO ]Mg(OH,F) ¦Гумит ¦интенсивная ¦ ¦ ¦ ¦металлов ¦ ¦ ¦окраска. ............