1、资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构第二章 晶体结构第二章 晶体结构第二章 晶体结构第二章 晶体结构2.1 结晶学基础知识结晶学基础知识2.2 晶体化学基本原理晶体化学基本原理2.3 无机非金属单质晶体结构无机非金属单质晶体结构2.4 无机化合物晶体结构无机化合物晶体结构2.5 硅酸盐晶体结构硅酸盐晶体结构资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构2.5 硅酸
2、盐晶体结构硅酸盐晶体结构 硅 硅 26.0wt%地壳中：地壳中：铝 铝 7.45 wt%氧 氧 49.130wt%优势矿物：优势矿物：硅酸盐 铝硅酸盐硅酸盐 铝硅酸盐基本结构单元构造基本结构单元构造 基本结构单元之间连接基本结构单元之间连接 结构和性质上特征等结构和性质上特征等资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构一、一、一、一、硅酸盐晶体组成表征、结构特点及分类硅酸盐晶体组成表征、结构特点及分类硅酸盐晶体组成表征、结构特点及分类硅酸盐晶体组成表征、结构特点及分类 硅酸盐晶体
3、化学组成复杂，常采用两种方法表征：硅酸盐晶体化学组成复杂，常采用两种方法表征：氧化物表示法氧化物表示法无机络盐表示法（结构式）无机络盐表示法（结构式）资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构氧化物表示法氧化物表示法：按一定比例和顺序写出构成硅酸盐：按一定比例和顺序写出构成硅酸盐晶体所有氧化物，先晶体所有氧化物，先 1 价碱金属氧化物，其次价碱金属氧化物，其次 2 价、价、3 价价金属氧化物，最后金属氧化物，最后 SiO2。如，钾长石化学式：如，钾长石化学式：K2OAl2O36S
4、iO2；无机络盐表示法无机络盐表示法：按一定比例和顺序全部写出构成：按一定比例和顺序全部写出构成硅酸盐晶体所有离子，再用 硅酸盐晶体所有离子，再用 将相关络阴离子括起，将相关络阴离子括起，先是先是 1 价、价、2 价金属离子，其次价金属离子，其次 Al3+和和 Si4+，最后，最后 O2-或或OH-。如，钾长石：如，钾长石：KAlSi3O8。资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构基本结构单元：基本结构单元：SiO4 四面体。四面体。Si O Si 键为夹键为夹角不等折线，一般
5、角不等折线，一般 145o左右；左右；SiO4 每个顶点，即每个顶点，即 O2-最多为两个最多为两个 SiO4 所共用；所共用；两相邻两相邻 SiO4 之间只能共顶而不能共棱或共面连接；之间只能共顶而不能共棱或共面连接；SiO4 中心中心 Si4+可部分被可部分被 Al3+所取代。所取代。硅酸盐晶体结构特点：硅酸盐晶体结构特点：硅酸盐晶体结构特点：硅酸盐晶体结构特点：资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构以不同以不同 Si/O 比对应基本结构单元比对应基本结构单元 SiO4
6、之间之间不同结合方式，分为五种方式：不同结合方式，分为五种方式：岛状岛状 组群状组群状 链状链状 层状层状 架状架状对应对应 Si/O 由由 1/41/2，结构趋于复杂。，结构趋于复杂。硅酸盐晶体分类方法：硅酸盐晶体分类方法：硅酸盐晶体分类方法：硅酸盐晶体分类方法：资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构硅酸盐晶体结构类型与硅酸盐晶体结构类型与 Si/O 比的关系比的关系结构结构 类型类型 SiO44-共共用用O2-数数 形形 状状 络阴离子络阴离子 Si/O 实实 例例 岛状
7、岛状 0 四面体四面体 SiO44-1：4 镁橄榄石镁橄榄石Mg2SiO4 镁铝石榴石镁铝石榴石Al2Mg3SiO43 1 双四面体双四面体 Si2O76-2：7 硅钙石硅钙石Ca3Si2O7 三节环三节环 Si3O96-1：3 蓝锥矿蓝锥矿BaTiSi3O9 四节环四节环 Si4O128-1：3 斧石斧石 Ca2Al2(Fe,Mn)BO3Si4O12(OH)组群状组群状 2 六节环六节环 Si6O1812-1：3 绿宝石绿宝石Be3Al2Si6O18 2 单单 链链 Si2O64-1：3 透辉石透辉石CaMgSi2O6 链状链状 2，3 双双 链链 Si4O116-4：11 透闪石透闪石Ca
8、2Mg5Si4O112(OH)2 层状层状 3 平面层平面层 Si4O104-4：10 滑石滑石Mg3Si4O10(OH)2 SiO20 石英石英SiO2 AlSi3O81-钾长石钾长石KAlSi3O8 架状架状 4 骨骨 架架 AlSiO41-1：2 方钠石方钠石NaAlSiO4 4/3H2O 资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构二、岛状结构二、岛状结构 SiO4 以孤岛状存在，各顶点之间互不连接，每以孤岛状存在，各顶点之间互不连接，每个个 O2-一侧与一侧与 1 个个
9、Si4+连接，另一侧与其它金属离子连接，另一侧与其它金属离子相配位使电价平衡。结构中相配位使电价平衡。结构中 Si/O 比为比为 1:4。有：锆石英有：锆石英 ZrSiO4、镁橄榄石、镁橄榄石 Mg2SiO4、蓝、蓝晶石晶石 Al2O3SiO2、莫来石、莫来石 3Al2O32SiO2以及水泥熟料以及水泥熟料中中 -C2S、-C2S 和和 C3S 等。等。资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构镁橄榄石镁橄榄石 Mg2SiO4 结构 结构 属斜方晶系，空间群属斜方晶系，空间群 P
10、bnm晶胞参数 晶胞参数 a=0.476nm，b=1.021nm，c=0.599nm晶胞分子数 晶胞分子数 Z=4O2-近似于六方最紧密堆积排列近似于六方最紧密堆积排列（即（即 ABAB层序堆积），层序堆积），Si4+填充填充 1/8 四面体空隙；四面体空隙；Mg2+填充填充 1/2八面体空隙八面体空隙每个每个 SiO4 被被 MgO6 隔开，呈孤岛状分布 隔开，呈孤岛状分布 镁橄榄石晶体结构（镁橄榄石晶体结构（1）（a）（100）面上）面上的投影的投影图图（b）（）（001）面上的投影图）面上的投影图（c）立体立体侧视图侧视图镁橄榄石晶体结构（镁橄榄石晶体结构（2）（a）（）（100）面上的
11、投影图）面上的投影图镁橄榄石晶体结构（镁橄榄石晶体结构（3）（b）（）（001）面上的投影图）面上的投影图镁橄榄石晶体结构（镁橄榄石晶体结构（4）资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构镁橄榄石结构中的同晶取代镁橄榄石结构中的同晶取代（1）Mg2+被被 Fe2+以任意比例取代，则形成橄榄石以任意比例取代，则形成橄榄石（FexMg1-x）SiO4固溶体；固溶体；（2）若上图（）若上图（b）中）中 25、75 的的 Mg2+被被 Ca2+取代，则取代，则形成钙橄榄石形成钙橄榄石 C
12、aMgSiO4；（3）若）若 Mg2+全部被全部被 Ca2+取代，则形成取代，则形成 -Ca2SiO4（即（即 -C2S），其中），其中 Ca2+配位数为配位数为 6。由于配位规则，在水中几乎为。由于配位规则，在水中几乎为惰性 惰性 注意：注意：注意：注意：另一种岛状结构的水泥熟料矿物另一种岛状结构的水泥熟料矿物 -Ca2SiO4（即（即 -C2S）属单斜晶系，其中）属单斜晶系，其中 Ca2+有有 8 和和 6 两种配位。由于其配位两种配位。由于其配位不规则，化学性质活泼，能与水发生水化反应。不规则，化学性质活泼，能与水发生水化反应。资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工
13、程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构镁橄榄石结构与性质的关系镁橄榄石结构与性质的关系（1）结构中每个）结构中每个 O2-同时和同时和 1 个个 SiO4 和和 3 个个MgO6 相连接，其电价饱和，晶体结构稳定；相连接，其电价饱和，晶体结构稳定；（2）Mg O 键和键和 Si O 键均较强，则表现键均较强，则表现出较高硬度，熔点达到出较高硬度，熔点达到 1890，是镁质耐火材料的，是镁质耐火材料的主要矿物；主要矿物；（3）结构中各个方向上键力分布较均匀，则无）结构中各个方向上键力分布较均匀，则无明显解理，破碎后呈现粒状。明显解理，破
14、碎后呈现粒状。资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构三、组群状结构 三、组群状结构 2 个、个、3 个、个、4 个或个或 6 个个 SiO4 通过共用氧相连接形成单通过共用氧相连接形成单独硅氧络阴离子团（有限硅氧四面体群），它们之间再通过其独硅氧络阴离子团（有限硅氧四面体群），它们之间再通过其它金属离子连接。它金属离子连接。（1）桥氧（桥氧（或或公共氧公共氧、非活性氧）：非活性氧）：有限四面体群中连有限四面体群中连接两个接两个 Si4+的氧，其电价已饱和，一般不再与其它正离子
15、配位的氧，其电价已饱和，一般不再与其它正离子配位（2）非桥氧（非桥氧（或或非公共氧非公共氧、活性氧）活性氧）：只有一侧与：只有一侧与Si4+相连接的氧相连接的氧孤立的有限硅氧四面体群孤立的有限硅氧四面体群双四面体双四面体Si2O76-三节环三节环Si3O96-四节环四节环Si4O128-六节环六节环Si6O1812-资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构组群状结构中组群状结构中 Si/O 比：比：2:7 或或 1:3双四面体双四面体：硅钙石：硅钙石 Ca3Si2O7 铝方柱石
16、 铝方柱石 Ca2AlAlSiO7 镁方柱石镁方柱石Ca2MgSi2O7三节环三节环：蓝锥矿：蓝锥矿 BaTiSi3O9六节环六节环：绿宝石：绿宝石 Be3Al2Si6O18资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构绿宝石绿宝石 Be3Al2Si6O18 结构 结构 六方晶系，空间群六方晶系，空间群 P6/mcc，晶胞参数：晶胞参数：a=0.921nm，c=0.917nm晶胞分子数晶胞分子数Z=2，如，如图图1-34。基本结构单元是由基本结构单元是由 6 个个 SiO4 组成六节
17、环，其组成六节环，其中中 1 个个 Si4+和和 2 个个 O2-处在同一高度，环与环相叠。处在同一高度，环与环相叠。绿宝石晶胞在（绿宝石晶胞在（0001）面上的投影（上半个晶胞）面上的投影（上半个晶胞）粗黑线六节环在上，粗黑线六节环在上，标高标高 100，细黑线六，细黑线六节环在下，标高节环在下，标高 50 上下两层环错开上下两层环错开30o，投影方向不重，投影方向不重叠叠 环与环之间通过环与环之间通过Be2+和和 Al3+连接 连接 资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构
18、 绿宝石结构与性质的关系绿宝石结构与性质的关系绿宝石结构与性质的关系绿宝石结构与性质的关系六节环内无其它离子存在，结构中存在大的环形空腔。六节环内无其它离子存在，结构中存在大的环形空腔。有电价低、半径小离子（如有电价低、半径小离子（如 Na+）存在时，直流电场中）存在时，直流电场中表现出表现出显著离子电导显著离子电导，交流电场中有，交流电场中有较大介电损耗较大介电损耗；当晶体受热时，质点热振动振幅增大，大空腔使晶体不当晶体受热时，质点热振动振幅增大，大空腔使晶体不会有明显膨胀，表现出会有明显膨胀，表现出较小的膨胀系数；较小的膨胀系数；结晶学方面，常呈现六方或复六方柱晶形。结晶学方面，常呈现六方
19、或复六方柱晶形。资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构堇青石堇青石 Mg2Al3AlSi5O18 结构与性质结构与性质绿宝石结构的六节环中有一个绿宝石结构的六节环中有一个 Si4+被被 Al3+取代，且环外取代，且环外正离子由（正离子由（Be3Al2）变为（）变为（Mg2Al3），使电价平衡。由于正），使电价平衡。由于正离子在环形空腔迁移阻力增大，故介电性质较绿宝石提高。离子在环形空腔迁移阻力增大，故介电性质较绿宝石提高。性质：性质：热学性能良好，但因其高频损耗大，不宜作无线
20、热学性能良好，但因其高频损耗大，不宜作无线电陶瓷。电陶瓷。注意：注意：（1）有学者将绿宝石中）有学者将绿宝石中 BeO4 归到硅氧骨架归到硅氧骨架中，则绿宝石便属于架状硅酸盐矿物，化学式改写为中，则绿宝石便属于架状硅酸盐矿物，化学式改写为Al2Be3Si6O18；（2）有学者提出堇青石是一种带有六节）有学者提出堇青石是一种带有六节环和四节环的结构，化学式为环和四节环的结构，化学式为 Mg2Al4Si5O18。资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构四、链状结构 四、链状结构 1
21、.链的类型、重复单元与化学式链的类型、重复单元与化学式 SiO4 通过桥氧相连接，形成向一维方向无限延伸通过桥氧相连接，形成向一维方向无限延伸的链。的链。依照依照 SiO4 共用共用 O2-数目不同，分为数目不同，分为单链单链和和双双链链。资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构单链：单链：单链：单链：每个每个SiO4通过通过共用共用 2 个顶点个顶点向一维方向一维方向无限延伸，按重复出现与第一个向无限延伸，按重复出现与第一个SiO4空间取空间取向完全一致的周期不等，分为向完全
22、一致的周期不等，分为 1 节链、节链、2 节节链、链、3 节链节链 7 节链等节链等 7 种类型，种类型，2 节链以节链以Si2O64-为结构单元无限重复，化学式为为结构单元无限重复，化学式为Si2O6n4n-。双链：双链：双链：双链：两条相同单链通过尚未共用的氧组成带两条相同单链通过尚未共用的氧组成带状，状，2 节双链以节双链以 Si4O116-为结构单元向一维方向为结构单元向一维方向无限伸展，化学式为无限伸展，化学式为 Si4O11 n6n-。（1）硅氧四面体所构成的链）硅氧四面体所构成的链（a）单链结构；（）单链结构；（b）双链结构；（）双链结构；（c）（）（d）（）（e）为从箭头方向观
23、察所得的投影图）为从箭头方向观察所得的投影图资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构（2）单链结构类型）单链结构类型资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构单链结构单链结构：辉石类硅酸盐矿物辉石类硅酸盐矿物，如：，如：透辉石透辉石CaMgSi2O6 顽火辉石顽火辉石Mg2Si2O6双链结构双链结构：角闪石类硅酸盐矿物角闪石类硅酸盐矿物，如：，如：斜方角闪石斜方角
24、闪石(Mg,Fe)7Si4O112(OH)2 透闪石透闪石Ca2Mg5Si4O112(OH)2资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构 无论单链或双链，由于链内结构牢无论单链或双链，由于链内结构牢固，链间通过其它金属阳离子连接，固，链间通过其它金属阳离子连接，最常见最常见的是的是 Mg2+和和 Ca2+。而金属阳离子与 而金属阳离子与 O2 之间之间的键比的键比 Si O 键弱，容易断。键弱，容易断。则链状结构矿则链状结构矿物总是形成柱状、针状、或纤维状解理物总是形成柱状、针状
25、、或纤维状解理。资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构透辉石透辉石 CaMgSi2O6 结构 结构 单斜晶系，空间群单斜晶系，空间群 C2/c，晶胞参数晶胞参数 a=0.971nm，b=0.889nm，c=0.524nm，=105o37，；晶胞分子数晶胞分子数 Z=4。如如图图所示，所示，Si2O6 单链平行于单链平行于 c 轴方向伸展，两个重叠硅氧链分别轴方向伸展，两个重叠硅氧链分别以粗黑线和细黑线表示。单链之间依靠以粗黑线和细黑线表示。单链之间依靠 Ca2+、Mg2+连接
26、。连接。Ca2+配位数配位数为为 8，其中，其中 4 个活性氧，个活性氧，4 个非活性氧个非活性氧；Mg2+为为 6，6 个均为活性氧个均为活性氧。Ca2+负责负责 SiO4 底面间的连接，底面间的连接，Mg2+负责顶点间的连接。负责顶点间的连接。若透辉石结构中的若透辉石结构中的 Ca2+全部被全部被 Mg2+取代，则形成斜方晶系的顽火取代，则形成斜方晶系的顽火辉石辉石 Mg2Si2O6。透辉石结构透辉石结构（a）（）（010）面上的投影）面上的投影（b）（）（001）面上的投）面上的投影影资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构
27、第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构 （1）结构特征）结构特征 2 节单链，结构单元节单链，结构单元 Si2O6，Z 4。(a)图为（图为（010）面，即）面，即 a c 面投影。硅氧链沿面投影。硅氧链沿 c 轴发展。链轴发展。链与链之间通过与链之间通过 Mg2+和和 Ca2+连接起来，链与链不直接结合。连接起来，链与链不直接结合。Mg2+和和 Ca2+在在 b 轴方向重叠，现稍稍错开便于观察其位置。轴方向重叠，现稍稍错开便于观察其位置。链中的四面体在链中的四面体在 b 方向是一高一低排列呈锯齿状，即在方向是一高一低排列呈锯齿状，即在(a)图中，图中，SiO4中的一个活性氧朝
28、上朝下的重复排列。中的一个活性氧朝上朝下的重复排列。从从(a)图和图和(b)图中可以看出：在沿图中可以看出：在沿 a 和和 b 的方向上相邻的的方向上相邻的链上链上 SiO4活性氧的所指向方向相反，且交替出现。活性氧的所指向方向相反，且交替出现。资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构 （2）Mg2 和和 Ca2 的配位的配位 8 处处 Mg2+与与 2 个个 25、2 个个-10、2 个个 10 的的 O2-配位，配位数为配位，配位数为6。31 处处 Ca2+与与 2 个个
29、52，2 个个 75，2 个个 10，2 个个 48 的的 O2-配位，配位，配位数为配位数为 8。（3）电价检验）电价检验 出现电价过饱和情况，如：出现电价过饱和情况，如：52 处处非活性非活性 O2-与与 2 个个 SiO4连接，又和连接，又和 1 个个 CaO8配位。则配位。则:注意注意：有电价过饱和的：有电价过饱和的 O2-也会有电价不饱和的也会有电价不饱和的 O2-412824444资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构 图（图（b）上部顶朝下，）上部顶朝下，SiO
30、4顶端的顶端的活性活性 O2-同时与同时与 1 个个Si4、2 个个 Mg2、1 个个 Ca2 配位。则配位。则:图（图（b）上部顶朝上，）上部顶朝上，SiO4底部的底部的活性活性 O2-同时与同时与 1 个个Si4、1 个个 Mg2、1 个个 Ca2 配位。则配位。则:活性活性 O2-平均电价平均电价：非活性非活性 O2-和活性和活性 O2-的电价平均值的电价平均值为：为：所以总电价是平衡的。所以总电价是平衡的。1211182622441271826244431212711211122431412资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章
31、晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构（4）结构与性质的关系）结构与性质的关系 a 介电性质介电性质辉石类晶体比绿宝石类晶体紧密，则顽火辉石辉石类晶体比绿宝石类晶体紧密，则顽火辉石Mg2Si2O6、锂辉石、锂辉石 LiAlSi2O6 等均具有良好电绝等均具有良好电绝缘性能，是高频无线电陶瓷和微晶玻璃的主要晶相；缘性能，是高频无线电陶瓷和微晶玻璃的主要晶相；当结构中存在变价正离子时，则晶体又呈现显著电子当结构中存在变价正离子时，则晶体又呈现显著电子电导，这与结构中局部电荷不平衡有关。电导，这与结构中局部电荷不平衡有关。资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与
32、生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构 b.b.键键型与解理角的关系型与解理角的关系 解理角面交角解理角面交角：透辉石为：透辉石为 93，透闪石为，透闪石为 56，由，由于结构中单链或双链造成于结构中单链或双链造成区分辉石类和角闪石类晶体的基本特区分辉石类和角闪石类晶体的基本特征之一征之一。由于由于 Si O 键强于键强于 Ca O 和和 Mg O 键，则键，则破裂总发生在金属离子和破裂总发生在金属离子和 O2-之间。之间。Mg2+负责负责 SiO4顶顶角与顶角之间联系。角与顶角之间联系。Ca2+负责负责 SiO4底面和底面之间
33、联底面和底面之间联系。由于系。由于 Mg2+半径小，所以半径小，所以 Mg O 键强于键强于 Ca O 键，键，即矿物受外力作用破坏时即矿物受外力作用破坏时 Ca O 键将断裂。由于透辉石键将断裂。由于透辉石是单键，则其夹角为是单键，则其夹角为 93；而角闪石式双键，则其夹角为；而角闪石式双键，则其夹角为56。透辉石和透闪石单位晶胞在（透辉石和透闪石单位晶胞在（001）面上的投影）面上的投影 资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第二章 晶体结构第二章 晶体结构 2.5 硅酸盐晶体结硅酸盐晶体结构构五、层状结构 五、层状结构 1.层状结构的基本单元、化学式与类型层状结构的基本单元、化学式与类型 每个每个 SiO4 通过通过 3 个桥氧连接，构成向二维个桥氧连接，构成向二维方向伸展的六节环状硅氧层（无限硅氧四面体群），方向伸展的六节环状硅氧层
