кристалічна структура цеоліту

Кристалічну структуру цеоліту можна розділити на три компоненти: (1) алюмосилікатний каркас, (2) пори та порожнечі, що містять в каркасі обмінні катіони М, (3) молекули води в латентній фазі, а саме цеоліту.

Структура цеоліту дещо відрізняється від каркаса кварцу і польового шпату. Каркасна структура кварцу та польового шпату відносно щільна, з питомою вагою 2,6~2,7, тоді як каркасна структура цеоліту відносно розріджена з питомою вагою 2.0~2,2. Порожнина після зневоднення може становити 47 відсотків, наприклад, шабазит, або навіть 50 відсотків, наприклад, синтетичний цеоліт.

У структурі польового шпату катіони металів утримуються в проміжках кристалічного каркаса, що складається з іонів О, і цим катіонам металу важко вільно рухатися, якщо кристал не зруйнований. Обмін Na або K на Ca необхідно проводити одночасно із заміною Si і Al, тобто парною заміною, що неминуче призведе до зміни співвідношення Si/AI.

У структурі, подібній до польового шпату, катіони металу розташовані у відносно відкритих взаємопов’язаних зазорах з питомою вагою 2,14~2,45, і катіони можуть обмінюватися один з одним через структурні шляхи, не руйнуючи кристалічний каркас. Колись содаліт і гідронефелін вважалися мінералами цеоліту.

У структурі цеоліту катіони металів розташовані в більших і пов’язаних між собою порах або порожнинах кристалічної структури. Таким чином, катіони можуть вільно обмінюватися через пори, не впливаючи на кристалічний каркас. Такі обміни, як 2(Na,K)(Ca2 plus ), легко відбуваються в цеоліті, але не в польовому шпаті. Ця форма обміну, можливо, крайня форма іонного обміну, обмежується цеолітами та подібними мінералами.

Зв’язок між молекулами води цеоліту та каркасними іонами та обмінними катіонами металів, як правило, розслаблений і слабкий. Ці молекули води можуть переміщатися в пори і виходити з них вільніше, ніж катіони. Під впливом тепла він може вільно від’єднуватися і прикріплюватися, не впливаючи на його каркасну структуру.