кристаллическая структура цеолита

Кристаллическую структуру цеолита можно разделить на три компонента: (1) алюмосиликатный каркас, (2) поры и пустоты, содержащие в каркасе сменные катионы М, (3) молекулы воды латентной фазы, а именно цеолитную воду.

Структура цеолита несколько отличается от каркаса кварца и полевого шпата. Каркасная структура кварца и полевого шпата относительно плотная, с удельным весом 2,6 ~ 2,7, в то время как каркасная структура цеолита относительно разреженная, с удельным весом 2,0 ~ 2,2. Полость после обезвоживания может быть размером до 47%, как у чабазита, или даже 50%, как у синтетического цеолита.

В полевошпатовой структуре катионы металлов ограничены в промежутках кристаллического каркаса, состоящего из ионов O, и этим катионам металлов трудно свободно перемещаться, если кристалл не разрушен. Обмен Na или K на Ca должен осуществляться одновременно с заменой Si и Al, то есть парной заменой, что неизбежно приведет к изменению соотношения Si/AI.

В полевошпатообразной структуре катионы металлов расположены в относительно открытых взаимосвязанных промежутках с удельным весом 2,14 ~ 2,45, и катионы могут обмениваться друг с другом через структурные пути, не разрушая кристаллический каркас. Содалит и гидронефелин когда-то считались цеолитовыми минералами.

В цеолитной структуре катионы металлов расположены в более крупных и взаимосвязанных порах или полостях кристаллической структуры. Поэтому катионы могут свободно обмениваться через поры, не затрагивая кристаллический каркас. Обмены, такие как 2(Na,K)(Ca2+), легко происходят в цеолите, но не в полевом шпате. Эта форма обмена, возможно, крайняя форма ионного обмена, ограничена цеолитами и подобными минералами.

Связь между молекулами воды цеолита и каркасными ионами и сменными катионами металлов, как правило, расслаблена и слаба. Эти молекулы воды могут входить и выходить из пор более свободно, чем катионы. Под воздействием тепла его можно свободно отсоединить и прикрепить, не затрагивая его скелетную структуру.