Строение и свойства первичных силикатов
Состав и строение грунтов Твердая компонента грунтов. Минералы + органическое вещество + органо-минеральные соединения + лед.
Магматические породы: кварц, оливин, полевые шпаты, пироксены. Метаморфические: +дистен, андалузит, гранаты. Осадочные: слюды, кварц, полевые шпаты, карбонаты, сульфаты, органическое вещество, органо-минеральные соединения, галоиды.
Почти все минералы имеют кристаллическое строение. При изучении минералов в и/г главное внимание уделяется строению и свойствам.
Прочность кристаллической структуры обусловлена энергией и направленностью связей между отдельными атомами структурной решетки.
В инженерно-геологических целях классификацию целесообразно проводить не по химическому составу, а по преобладающему типу связи в них.
Связи могут быть:
Ионная связь обусловлена электроотрицательностью, способностью захватывать электроны. Энергия тем больше, чем больше разница в электроотрицательности взаимодействующих атомов. Сильное ослабление ионных связей происходит под действием гидратации Простые соли – галоиды, карбонаты, сульфаты.
Ковалентная связь – совместное использование пары электронов взаимодействующими атомами. Силикатыблагодаря данному виду связи обладают высокой прочностью и низкой растворимостью.
В водородсодержащих соединениях (вода, лед, органическое вещество) существуют водородные связи. Этот вид связи играет важную роль в образовании глинистых минералов.
При нахождении молекул вещества на расстояниях значительно превышающих ионные радиусы возможно образование Ван-дер-Ваасльсовых сил, молекулярных сил. Это наиболее слабое взаимодействие, но оно существует во всех минералах. Первичное формирование осадка происходит за счет молекулярных сил.
Таким образом, исходя из строения и преобладающего типа межатомных связей, среди минералов можно выделить 5 групп соединений, различающихся по физическим, химическим и механическим свойствам.
Классификация минералов в инженерно-геологических целях. 1. Минералы класса первичных силикатов – И, ИК связи. 2. Простые соли (галоиды, сульфаты, карбонаты) – И 3. Глинистые минералы – ВМ 4. Органическое вещество и органо-минеральные комплексы – ВМ 5. Лед – ВМ Строение и свойства первичных силикатов. Основной структурный элемент – ККТ. В центре Si4+, в вершинках – атомы кислорода. Отличие в упаковке – тетраэдры могут существовать в виде изолированных групп или давать сочетания групп.
Q – структура каркасная, рыхлая, ККТ соединены через вершины, связь ИК, Q – валентно-нейтрален, Si компенсируется О Высокая прочность, низкая растворимость, устойчивость к агентам выветривания.
ПШ: (K-Na) – ортоклаз, микроклин (Са-Na) - альбит, анортит – плагиоклазы. часть Si4+ изоморфно замещена Al3+ с образованием алюмокислородного мотива AlO4 – вносит в единицу структуры добавочный отрицательный заряд, который компенсируется катионами-компенсаторами (Na+-K+) или (Na+-Ca+), который внедряется в решетку полевых шпатов вместе с Al. Щелочные ионы располагаются в пустотах каркасной решетки полевых шпатов и осуществляют ионную связь между отдельными алюмокислородными мотивами. Прочность полевых шпатов сравнительно высокая, имеют 2 плоскости спайности, практически нерастворимы в воде, но под воздействием агентов выветривания в отличие от кварца легко разрушаются с образованием вторичного минерала – каолинита.
Несколько реже встречаются силикаты с островным мотивом структуры (оливин). ККТ не имеют общих вершин, а связаны в один структурный мотив с помощью катионов Mg+ и Fe+. Для оливина характерна высокая прочность и низкая растворимость, низкая устойчивость к выветриванию. В зоне выветривания закисное железо Fe2+ переходит в Fe3+ окисное, сопровождается сокращением ионного радиуса и разрушением кристаллической решетки оливина, именно поэтому оливин никогда не встречается в осадочных породах.
Типичные представители цепочечных и ленточных силикатов – пироксены и амфиболы. ККТ соединены в них через вершины или грани с образованием плоских цепочек. Связь между цепочками и лентами осуществляется сложным комплексом катионов, включая Na, К, Сa и даже Fe2+. За счет Fe2+ в зоне выветривания амфиболы и пироксены разрушаются с образованием монтмориллонита и нонтронита.
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (761)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |