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沸石的一般化學(xué)式為:AmBpO2p·nH2O,結(jié)構(gòu)式為A(x/q)[(AlO2)x(SiO2)y]n(H2O)其中:A為Ca、Na、K、Ba、Sr等陽(yáng)離子,B為Al和Si,p為陽(yáng)離子化合價(jià),m為陽(yáng)離子數(shù),n為水分子數(shù),x為Al原子數(shù),y為Si原子數(shù),(y/x)通常在1~5之間,(x+y)是單位晶胞中四面體的個(gè)數(shù)。
自然界已發(fā)現(xiàn)的沸石有30多種,較常見(jiàn)的有方沸石、菱沸石、鈣沸石、片沸石、鈉沸石、絲光沸石、輝沸石等,都以含鈣、鈉為主。它們含水量的多少隨外界溫度和濕度的變化而變化。晶體所屬晶系隨礦物種的不同而異,以單斜晶系和正交晶系(斜方晶系)的占多數(shù)。方沸石、菱沸石常呈等軸狀晶形,片沸石、輝沸石呈板狀,毛沸石、絲光沸石呈針狀或纖維狀,鈣十字沸石和輝沸石雙晶常見(jiàn)。純淨(jìng)的各種沸石均為無(wú)色或白色,但可因混入雜質(zhì)而呈各種淺色。玻璃光澤。解理隨晶體結(jié)構(gòu)而異。莫氏硬度中等。比重介於2.0~2.3,含鋇的則可達(dá)2.5~2.8。沸石主要形成于低溫?zé)嵋弘A段,常見(jiàn)于噴出巖氣孔中,也見(jiàn)于熱液礦床和近代溫泉沉積中。沸石可以借水的滲濾作用,以進(jìn)行陽(yáng)離子的交換,其成分中的鈉、鈣離子可與水溶液中的鉀、鎂等離子交換,工業(yè)上用以軟化硬水。沸石的晶體結(jié)構(gòu)是由硅(鋁)氧四面體連成三維的格架,格架中有各種大小不同的空穴和通道,具有很大的開(kāi)放性。堿金屬或堿土金屬離子和水分子均分布在空穴和通道中,與格架的聯(lián)繫較弱。不同的離子交換對(duì)沸石結(jié)構(gòu)影響很小,但使沸石的性質(zhì)發(fā)生變化。晶格中存在的大小不同空腔,可以吸取或過(guò)濾大小不同的其他物質(zhì)的分子。工業(yè)上常將其作為分子篩,以淨(jìng)化或分離混合成分的物質(zhì),如氣體分離、石油淨(jìng)化、處理工業(yè)污染等。
沸石有很多種,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的就有36種。它們的共同特點(diǎn)就是具有架狀結(jié)構(gòu),就是說(shuō)在它們的晶體內(nèi),分子像搭架子似地連在一起,中間形成很多空腔。因?yàn)樵谶@些空腔里還存在很多水分子,因此它們是含水礦物。這些水分在遇到高溫時(shí)會(huì)排出來(lái),比如用火焰去燒時(shí),大多數(shù)沸石便會(huì)膨脹發(fā)泡,像是沸騰一般。沸石的名字就是因此而來(lái)。不同的沸石具有不同的形態(tài),如方沸石和菱沸石一般為軸狀晶體,片沸石和輝沸石則呈板狀,絲光沸石又成了針狀或纖維狀等等。各種沸石如果內(nèi)部純淨(jìng)的話,它們應(yīng)該是無(wú)色或白色,但是如果內(nèi)部混入了其他雜質(zhì),便會(huì)顯出各種淺淺的顏色來(lái)。沸石還具有玻璃樣的光澤。我們知道沸石中的水分可以跑出來(lái),但這並不會(huì)破壞沸石內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)。
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