22.Структурные особенности и разновидности у слоистых силикатов.

Характерной химической особенностью слюдоподобных минералов является то, что в их составе, так же как и в группе амфиболов, всегда принимает участие гидроксил ОН, нередко вместе с F. Из катионов, которые вместе с гидроксильными группами непосредственно связаны со слоями кремнекислородных тетраэдров, обычно распространены Mg2+ и Al3+, а в качестве их заместителей — Fe2+, Ni2+, (Mn2+), Li1+ и, соответственно, Fe3+, реже Cr3+, V3+. Кроме того, во многие минералы, в структуре которых тетраэдры SiO4 частично заменены AlО4, входят дополнительные крупные катионы: К1+, Na1+, Са2+, а также молекулы воды (все они, как будет показано ниже, в виде связующих элементов располагаются между слоистыми пакетами, составленными кремнекислородными слоями и ионами, непосредственно с ними связанными). Слоистое строение кристаллической структуры обусловливает замечательное свойство этих минералов расщепляться на тонкие листочки. Степень упругости этих листочков для разных групп минералов неодинакова, что связано с химическим их составом, находящим свое отражение на деталях строения кристаллических структур.

( Рассмотрим тальк ) Формула слоя кремнекислородных тетраэдров для всех слюдоподобных минералов, как мы знаем, выражается радикалом [Si2O5]?, причем активные концы всех тетраэдров обращены в одну и ту же сторону. Два таких гексагонально-сетчатых слоя, активными сторонами обращенных друг к другу, сцеплены в один плоский пакет с помощью «бруситового» слоя из Mg[OH]2, располагающегося между ними и нейтрализующего общий отрицательный заряд двух слоев [Si2O5]2–. Положительный заряд «бруситового» слоя достигается тем, что при вхождении в структуры он как бы теряет часть гидроксилов (их места занимаются активными ионами кислорода радикалов [Si2O5]. Бруситовый слой может быть заменен гиббситовым слоем — Al[ОН]3. В связи со степенью заполнения октаэдрических пустот по образцу бруситового или гиббситового слоя различаются, соответственно триоктаэдрические и диоктаэдрические структуры слоистых силикатов. эти пакеты обладают очень прочной внутренней связью, почти полностью компенсированной. Поэтому такие пакеты связаны между собой остаточными очень слабыми вандерваальсовскими силами (на наружных плоских сторонах пакетов кислородные ионы в каждом тетраэдре SiO4 связаны с двумя ионами Si и, следовательно, не остается активной валентной связи для прочного сочленения пакетов между собой). Этим объясняется очень низкая твердость талька и пирофиллита, их необычайно легкая расщепляемость на эластичные пластинки и, наконец, отсутствие упругости в последних. В тех минералах, в которых часть ионов Si4+ заменяется ионами Al3+(в той же четверной координации), наблюдается уже существенное изменение свойств. Замена одного иона Si4+ на ион Al3+, так же как и в амфиболах, приводит к увеличению отрицательного заряда в анионном радикале на единицу. Это означает, что наружные плоские стенки пакета становятся активными. Для нейтрализации этого приобретенного заряда в пространство между пакетами входят одновалентные крупные катионы К1+, могущие располагаться лишь в больших «пустотах» против центров гексагональных, вернее, дитригональных колец в кремнекислородных слоях в шестерной, а не в двенадцатеричной координации, как это считали ранее. В итоге получаем относительно прочносвязанные между собой пакеты. Отсюда, как следствие, твердость таких минералов (типичных слюд) значительно выше, чем талька: отщепляемые тонкие листочки обладают упругостью, т. е. способностью при изгибании возвращаться в прежнее положение.