Химия цемента и вяжущих веществ. Андреева Н.А. - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

14 15
Н. А. Андреева. Химия цемента и вяжущих веществ
При образовании химической связи атом кремния переходит
в возбужденное состояние и внешняя электронная оболочка его имеет вид
3s
1
3p
3
В соответствии с теорией гибридизации атомных орбиталей
s- и p-электроны выравниваются по форме и энергии, образуя четыре
равноценные sp
3
-гибридные орбитали:
s + 3p = 4sp
3
Образовавшиеся четыре равноценные орбитали располагаются
в пространстве на максимальном удалении друг от друга, образуя энер-
гетически выгодную тетраэдрическую пространственную конфигура-
цию (рис. 6).
Рис. 6. Тетраэдрическая конфигурация атома кремния
Во всех изученных силикатах каждый ион кремния всегда нахо-
дится в окружении четырех ионов кислорода, располагающихся в уг-
лах по тетраэдру вокруг него (рис. 7). Связь ионов кислорода с крем-
нием гораздо сильнее, нежели с другими металлами, играющими роль
катионов в кристаллических структурах силикатов. Размеры кремне-
кислородных тетраэдров почти строго постоянны.
Рис. 7. Кремнекислородный тетраэдр
Таким образом, кремнекислородный тетраэдр, т. е. группа [SiO
4
]
4–
,
является минимальной структурной единицей всех силикатов.
Кремнекислородные тетраэдры в кристаллических структурах
силикатов могут либо находиться в виде изолированных друг от друга
структурных единиц [SiO
4
], либо сочленяться друг с другом разными
способами, образуя сложные комплексные анионные радикалы. При
этом сочленение совершается только через вершины тетраэдров с об-
разованием общих анионов, но не через ребра или грани. Наиболее
полный случай таких сочленений, когда все четыре вершины каждого
тетраэдра одновременно являются общими и для окружающих четы-
рех тетраэдров [SiO
4
], имеет место для кристаллических структур ми-
нералов группы кварца с общей формулой SiO
2
. Следовательно, отно-
шение О : Si в комплексных анионных радикалах силикатов может ко-
лебаться в пределах от 4:1 до 2:1.
В силикатах велика роль алюминия, причем не только как обыч-
ного иона металла, который нейтрализует заряд [SiO
4
]
4–
. Ион алюми-
ния Al
3+
может замещать ион кремния в тетраэдре, т. е. входить в со-
став кремнекислородного мотива:
[SiO
4
]
4−
↔ [AlO
4
]
5−
Глава 1. Химический и минеральный состав природного сырья для получения ...

Страницы