Силикаты

Силикатах – солях кремниевых кислот. Силикаты образуется путем соединения диоксида кремния и оксида другого химического элемента. Более трети известных сегодня минералов относится к классу силикатов и алюмосиликатов (силикатов, в которых часть атомов кремния заменена на атомы алюминия), которые в совокупности составляют до 95% массы земной коры.

Кристаллическая решетка силикатов состоит из так называемых кремнекислородных тетраэдров, представляющих собой атом кремния, соединенный с четырьмя атомами кислорода. Силикаты имеют ионную структуру, поэтому не могут классифицироваться по составу анионной части. По строению кристаллической решетки силикаты и алюмосиликаты подразделяются на островные (оливин, гранат), кольцевые, (берилл, турмалин, изумруд) цепочечные (энстатит, бронзит, ферросилит), ленточные (роговая обманка), слоистые (каолинит, серпентин, слюды) и самые распространенные - каркасные (кварц, полевой шпат). В группу этих минералов также входят и сердолик, и яшмы, горный хрусталь, агат, опал, аметист и многие другие камни.

Основа этих минералов - диоксид кремния или кремнезём, а вот плотность, цвет, некоторые другие свойства - разные. В состав кремней, кроме кремнезёма, входят около 20 химических элементов, основные из которых - Mg, Ca, P, Sr, Mn, Cu, Zn и др. Отсюда и столько названий. Но самый известный среди представителей этого семейства, бесспорно, кремний. Большая часть земной коры состоит из неорганических соединений кремния (28 об.%). Атомы кремния составляют основу глины, песка и скал. Можно сказать, что весь неорганический мир связан с кремнием. В природных условиях кремниевые минералы находятся в кальцитах и меле.

Таким образом, кремний является вторым после кислорода по объему запасов в земной коре элементом и составляет около трети всего ее веса. Каждый 6 атом в коре земной оболочки - атом кремния. В морской воде кремния содержится даже больше чем фосфора, столь необходимого для жизни на Земле.

Что же касается силикатов, то большинство из них представляют собой тугоплавкие, химически пассивные материалы, практически не растворяющиеся в воде. При различной температуре они могут находиться в твердом, жидком (расплавленном) или газообразном состоянии, а также способны образовывать коллоидные системы.

Силикатные материалы могут иметь как природное, так и искусственное происхождение. Человеческая цивилизация начиналась с того, что первобытные люди научились обрабатывать природные силикаты, в том числе кремний и обсидиан, и делать из них орудия для охоты и обработки добычи. А затем лепить и обжигать примитивную керамическую посуду из силикатной глины.

Сегодня природные силикатные материалы широко используются в строительстве и промышленности - как в качестве сырья, так и конечного продукта.

Кремнезём служит сырьем для цементной промышленности - базовой в производстве современных строительных материалов. Силикатные глины - основное сырье для изготовления строительной керамики - кирпича и черепицы.

Кварцевый песок также издревле используют для изготовления стекла и керамики, в качестве различных добавок и в чистом виде. Негорючий гидросиликат асбест широко применяется для изготовления теплозащитных изделий и покрытий.

Силикат натрия известный ещё как жидкое стекло также используется в самых различных областях производства и для улучшения качества строительных и лакокрасочных материалов. Гомогенный раствор жидкого натриевого стекла обладает вяжущими свойствами и в сочетании с другими веществами способен к быстрому отвердению и образованию прочных силикатных камней. Пленка, образующаяся при высыхании растворимого силиката натрия, обладает высокими изолирующими и защитными свойствами, препятствует коррозии, разрушению и горению.