Алюмосиликаты

Алюмосилика́ты

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.