Алюмосиликаты

алюмокремневые солеобразные соединения, к которым в природе относится группа широко распространённых минералов. В кристаллической структуре А. алюминий обладает, подобно кремнию, четверной тетраэдрической координацией (окружен четырьмя атомами кислорода) и даже кристалло-химически замещает кремний, т. е. химическая роль глинозёма близка (но не идентична) роли кремнезёма. Алюминий может входить в состав силикатов (См. Силикаты) и обладать, подобно магнию и прочим типичным основаниям, шестерной (октаэдрической) координацией. В этом случае соответствующие соединения являются силикатами алюминия, например минералы топаз, пирофиллит и др. При замене в структурных анионных комплексах силикатов кремнекислородного радикала (SiO₄)^4- на (AlO₄)^5- возникают дополнительные отрицательные заряды, которые в А. компенсируются вхождением дополнительных катионов — обычно К, Na или двухвалентных Ca, Ba с большими радиусами ионов.

Среди минералов т. н. каркасные силикаты всегда являются А. К ним относятся А. калия — Ортоклаз и Микроклин (KAISi₃O₈), А. натрия — Альбит(NaAlSi₃O₈), А. кальция — Анортит(CaAlSi₂O₈) и др. Способность взаимозамещения групп NaSi на CaAl создаёт наличие ряда соединений типа твёрдых растворов с неограниченной смесимостью, называемых плагиоклазами. (См. Плагиоклазы) К А. относятся также Нефелин KNa₃[AISiO₄]₄, Лейцит К[AlSi2O6], группа Скаполитов, цеолиты и др. А. распространены также среди силикатов слоистой структуры, где к ним относятся минералы группы слюд — мусковит KAl₂•[AISi₃O₁₀]•(ОН)₂ и др.; группы хрупких слюд, например Маргарит CaAl₂[Al₂Si₂O₁₀](OH)₂; группы хлоритов, например амезит (Mg,Fe)₄Al₂[Al₂Si₂O₁₀](OH)₈, и др. Среди других структурно-химических типов силикатных минералов А. встречаются значительно реже (из силикатов ленточной структуры — роговая обманка, цепочечной — авгит, островной — кордиерит). Разрушение А. на поверхности Земли приводит к образованию минералов глин, реже гидрослюд, бокситов. Термин «А.» введён в минералогию русским учёным академиком В. И. Вернадским (См. Вернадский), впервые указавшим на аналогичную роль Al и Si при геохимических процессах и в составе природных соединений, что послужило основой созданной им алюмокислотной теории строения силикатов.

Лит.: Вернадский В. И., Курбатов С. М., Земные силикаты, алюмосиликаты и их аналоги, 4 изд., М.— Л., 1937; Поваренных А. С,, Кристаллохимическая классификация минеральных видов, К., 1966.

Г. П. Барсанов.

Алюмосиликаты искусственные получают синтетическим путём. Наибольшее практическое значение имеют искусственные А. типа природных минералов цеолитов (См. Цеолиты)— т. н. Молекулярные сита и Пермутиты. Методы синтетического получения А. имитируют природные геохимические процессы, протекающие в среде перегретых водных растворов под давлением. Молекулярные сита получают в автоклавах в интервале температур 60—450 °С. Исходным материалом служат раствор алюмината натрия Na[AI(OH)₄] и водная суспензия кремниевой кислоты nSiO₂•mH₂O с некоторой добавкой щёлочи. Получаемый из смеси алюмосиликатный гель промывают и сушат при температуре, близкой к 100°С. Молекулярные сита получают также рекристаллизацией некоторых минералов в концентрированных растворах солей. Пермутиты могут быть получены спеканием каолина Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈ или полевого шпата KAISi₃O₈ с кварцем α-SiO₂ и содой Na₂CO₃ при 1000°С и др. способами. Искусственные А. применяются в химической промышленности и др. отраслях, особенно широко — искусственные молекулярные сита, для процессов глубокой осушки, тонкой очистки и разделения газов, в хроматографическом анализе газов и жидкостей. Пермутиты служат главным образом для уменьшения жёсткости воды (См. Жёсткость воды). См. также Силикаты.

В. С. Псалидас.

группа прир. и синтетич. силикатов, содержащих в составе комплексных анионов А1 и Si. Типичные примеры комплексных анионов - [AlSiO₄]^-, [AlSi₂O₆]^-, [AlSi₄O₁₀]^-, [Al₂Si₃O₁₀]^2-. Частичное замещение в силикатах атомов Si на атомы А1 создает вследствие их различных валентностей избыточный отрицательный заряд, компенсируемый внедрением в кристаллическую решетку А. катионов Na⁺, K⁺, Mg²⁺ или Са ²⁺, реже Ва ²⁺ и Li⁺.

А. распространены в природе и составляют до 50% массы земной коры. К ним, в первую очередь, относятся: полевые шпаты, напр. ортоклаз K[AlSi₃O₈], альбит Na[AlSi₃O₈], анортит Ca[Al₂Si₂O₈]; глинистые минералы (см. Глины); слюды, напр. мусковит KAl₂[AlSi₃O₁₀](OH)₂; нефелинNa[AlSiO₄] и др.

А. прир. происхождения, не содержащие кристаллизационной воды и групп ОН, - тугоплавкие, термически стойкие в-ва. Все А. не раств. в воде, разлагаются фтористоводородной к-той, расплавами щелочей и карбонатов щелочных металлов. Нек-рые А. медленно взаимод. с СО ₂ и водой, подвергаясь в прир. условиях выветриванию с образованием кварца и др. минералов.

Синтетич. А. получают гидротермальным синтезом, нагреванием А1₂ О ₃ и SiO₂ с оксидами металлов. Прир. А. - компоненты шихты в произ-ве керамики, стекла, цементов и др.; слюды-электро- и теплоизоляционные материалы; нефелин-сырье для получения А1. Синтетич. А. образуют осн. кристаллич. фазу керамич. материалов; нек-рые из них, напр. цеолиты М _2/n Al₂O₃*xSiO₂*yH₂O (n-степень окисления щелочного или щел.-зем. металла М), - адсорбенты в хроматографии, а также при очистке, осушке и разделении газов, реагенты при умягчении воды, катализаторы, носители катализаторов и др.

Лит.: Минералы. Справочник, т. 1-3, М., 1960-81; Годовиков А. А., Минералогия, М., 1975. В. И. Страхов.

алюмосилика́ты

группа породообразующих минералов класса силикатов; алюмокремниевых соединений с катионами щелочных металлов (полевые шпаты, слюды, минералы глин и др.).

* * *

АЛЮМОСИЛИКА́ТЫ, группа породообразующих минералов класса силикатов(см. СИЛИКАТЫ ПРИРОДНЫЕ); алюмокремниевых соединений с катионами щелочных металлов (полевые шпаты(см. ПОЛЕВЫЕ ШПАТЫ), слюды(см. СЛЮДЫ), минералы глин(см. ГЛИНА) и др.).

— м-лы, кремнекислые соединения, в которых Al занимает такое же положение в кристаллической структуре, как и Si (см. Силикаты). В м-лах с цепочечной структурой алюминием может быть замещено до ¼Si, а со слоистой и каркасной — до ½Si. Электростатическое равновесие при этом восстанавливается дополнительным внедрением в структуру ионов одновалентных (Na, К) или двухвалентных (Ca, Ba и др.) элементов. Наиболее распространенными А. являются полевые шпаты, фельдшпатоиды, цеолиты, скаполит, слюды, хлориты и др.

силикаты, в к-рых наряду с ионами [SiO₄]^4- имеются ионы [А1O₄]^3- или ионы типа [AlSiO₄]^-. [AlSi₂O₆]^- и т. п. А. широко распространены в природе (ок. 1/2 массы земной коры), к ним относятся полевые шпаты, глины, слюды. Природные А. применяют в произ-ве керамики, стекла, цемента, синтетич. А. - как адсорбенты, носители в хроматографии и др.

группа породообразующих минералов кл. силикатов; алюмокремниевых соед. с катионами щелочных металлов (полевые шпаты, слюды, минералы глин и др.).