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第二章 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu) Chapter 2 Crystal Structure of Silicates 1 一、硅酸鹽結(jié)構(gòu)的特點 （1）構(gòu)成硅酸鹽的基本 結(jié)構(gòu)是SiO4四面體，Si4+ 位于四面體中心，O2-位于 四面體角頂； SiO平均距離0.160 nm， 電負性差D = 1.7，說明Si O鍵并非純離子鍵結(jié)合，而 是具有相當(dāng)高的共價鍵成分 ，離子鍵和共價鍵大約各占 一半。 Si O O O O 第一節(jié) 硅酸鹽結(jié)構(gòu)的一般特點及分類 2 （2）每一個氧最 多只能被兩個 SiO4所共有。 （3）SiO4可以 相互孤立地存在或 通過共頂相互連接 ，如果以共棱或共 面方式相連，將造 成結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性。 3 n n （4 4）SiO4SiO4中中OSiOOSiO的結(jié)合鍵不是一條直線的結(jié)合鍵不是一條直線 ，而是一折線，而是一折線( 145 )( 145 )。 （5 5）在硅酸鹽晶體中，除了硅和氧以外，組成）在硅酸鹽晶體中，除了硅和氧以外，組成 中還含有其他陽離子多達中還含有其他陽離子多達5050多種，因此其結(jié)構(gòu)十多種，因此其結(jié)構(gòu)十 分復(fù)雜。分復(fù)雜。常發(fā)生同晶取代。常發(fā)生同晶取代。 145145 4 (6)在硅酸鹽晶體 中，對于每個硅氧 四面體之中的氧， 又可分為橋氧和非 橋氧。 橋氧、非活性氧： 兩個SiO4四面體 之間共用的氧離子 。 非橋氧、活性氧、 自由氧：只與一個 SiO4四面體中的 Si4+配位的氧。 橋氧、非活橋氧、非活 性氧性氧 非橋氧、活性非橋氧、活性 氧、自由氧氧、自由氧 5 二、分類 硅酸鹽晶體種類繁多，是構(gòu)成地殼的主要礦 物，也是水泥、普通陶瓷、玻璃、耐火材料等傳 統(tǒng)硅酸鹽工業(yè)的主要原料。各種硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu) 共同的特點是結(jié)構(gòu)中都含有硅氧四面體SiO4， 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)就是以這些SiO4作為基本結(jié)構(gòu) 單元，由它們相互連接構(gòu)筑起來的，并且它們之 間的不同連接方式，就決定了硅酸鹽晶體的結(jié)構(gòu) 類型，分為：島狀、組群狀、鏈狀、層狀和架狀 。硅酸鹽晶體種類歸納于下表。 6 7 硅酸鹽晶體的結(jié)構(gòu)類型 斧石Ca 2 Al 2 (Fe,Mn)BO 3 Si 4 O 12 (OH) 7 不同的結(jié)構(gòu)在組成上得到反映，可以用 O/Si比值來表征。 當(dāng)O/Si=4時，SiO4完全孤立存在，通過其 他離子配位多面體連接形成硅酸鹽晶體； 隨著O/Si下降，部分SiO4之間直接連接， 亦即它們的連接程度增加，結(jié)構(gòu)形式處于 島狀到架狀之間的某種結(jié)構(gòu)； 當(dāng)SiO4之間完全相互直接連接形成架狀結(jié) 構(gòu)時，O/Si=2。 因此O/Si這個參數(shù)就決定了硅酸鹽晶體中 SiO4之間的連接程度與結(jié)構(gòu)類型。 8 硅酸鹽晶體中的硅氧四面體的結(jié)構(gòu)類型 9 SiO44 共 三個頂點相聯(lián)， 可形成片狀（層 狀）結(jié)構(gòu)，層與 層之間通過陽離 子約束， 10 一、島狀結(jié)構(gòu) 1）島狀結(jié)構(gòu)的特點 所謂島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽晶體是指結(jié)構(gòu)中的硅 氧四面體以孤立狀態(tài)存在。 硅氧四面體之間沒有共用的氧。 硅氧四面體中的氧離子，除了和硅離子相連外 ，剩下的一價將與其它金屬陽離子相連。 第二節(jié) 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu) 11 2）鎂橄欖石 鎂橄欖石的化學(xué) 式為Mg2SiO4， 其晶體結(jié)構(gòu)屬于 正交晶系,空間群 為Pbnm, ao=0.476nm bo=1.021nm co=0.599nm, Z4。 12 （001）面投影圖 12 Mg2SiO4 13 Mg2SiO4 氧離子近似于六 方緊密堆積，硅 離子充填于1/8四 面體空隙，鎂離 子充填于1/2八面 體空隙。 （001）面投影圖 14 鎂橄欖石 代表A層氧離子在25高度 代表B層氧離子在75高度 代表位于50高度的鎂離子 代表位于0高度的鎂離子 硅在四面體中心未示出15 硅氧四面體是孤 立的，硅氧四面體 之間是由鎂離子按 鎂氧八面體的方式 相連的。每一個O2- 離子和三個Mg2+離 子以及一個Si4+離 子相連，電價是平 衡的。 （001）面投影圖 16 按照晶體結(jié)構(gòu)的局部電中性要求， L.C.鮑林提出以下五項規(guī)則： 第一規(guī)則 在每一正離子周圍形成一個負離子配 位多面體，正、負離子的距離取決于半徑和， 正離子的配位數(shù)取決于正、負離子的半徑比。 17 18 第二規(guī)則（電價規(guī)則） 在一個穩(wěn)定的離子晶體 結(jié)構(gòu)中,每一負離子的電價等于或近似等于諸鄰 接正離子至該負離子的靜電鍵強si的總和,即， 稱為電價規(guī)則。式中正離子 i的靜電鍵強Si定義 為SiWi/Vi，Wi和Vi分別是正離子 i的電荷數(shù) 和配位數(shù)。 19 第三規(guī)則 在配位結(jié)構(gòu)中，公用多面體的棱，特別 是公用多面體的面將會降低結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對于高電 價和低配位數(shù)的正離子，這一效應(yīng)特別顯著。 第四規(guī)則 在含有一種以上正離子的晶體中，電價 大、配位數(shù)低的那些正離子傾向于不公用多面體的點 、棱、面等幾何元素。 第五規(guī)則 晶體中實質(zhì)不同的組成者的種數(shù)一般趨 于最小限度。 鮑林規(guī)則高度概括了離子晶體中配位多面體及其連接 方式的規(guī)律，對闡明晶體化學(xué)、地球化學(xué)領(lǐng)域涉及的 復(fù)雜離子化合物的結(jié)構(gòu)有重要的指導(dǎo)意義。 20 二、組群狀結(jié)構(gòu) 1）結(jié)構(gòu)特點： 硅氧四面體以兩個、三個、四個或六 個，通過共用氧相連成硅氧四面體群體， 這些群體之間由其它陽離子按一定的配位 形式把它們連接。如果把這些群體看成一 個單元，那么，這些單元就象島狀結(jié)構(gòu)中 的硅氧四面體一樣，是以孤立的狀態(tài)存在 的。這些孤立的狀態(tài)包括有雙四面體、三 節(jié)環(huán)、四節(jié)環(huán)和六節(jié)環(huán)， 21 硅氧四面體組群狀結(jié)構(gòu)包括：雙四面 體、三節(jié)環(huán)、四節(jié)環(huán)和六節(jié)環(huán)，如下： 22 2）綠寶石(綠 柱石) 綠寶石的化 學(xué)式是 Be3A12(Si6018)。 其晶體結(jié)構(gòu)屬于 六方晶系；空間 群為P6mcc ao=0.921nm co=0.917nm Z2。 （001）面投影圖 115 Be 100 85 50 75 65 50 35 100 100 10050 50 65 85 50 115 35 115 75 35 65 100 100 100100 50 50 100 100 50 50 35 65 75 65 85 115 100 85 35 85 75 115 100 50 100 100 50 10050 100 50 35 8535 115 50 85 75 85 75115 100 100 3565 50 50 35 65 85 115 50 65 50 85 115 75 35 100 Be Be Al Al Al Be Si O 23 綠柱石 24 綠寶石晶 體結(jié)構(gòu)在 (0001)面 上的投影 圖，基本 結(jié)構(gòu)單元 是六個硅 氧四面體 形成的六 節(jié)環(huán)。 25 六節(jié)環(huán)中的四面體有兩個氧是共用的，它們 與硅氧四面體中的Si4+處于同一高度。 26 100 26 六節(jié)環(huán)中的四面體有兩個氧是共用的，它們 與硅氧四面體中的Si4+處于同一高度。 27 六節(jié)環(huán)之間是 靠Al3+和Be2+離子 相連的。 A13+離子的配位 數(shù)為6，構(gòu)成Al-O 八面體。 Be2+離子的配位 數(shù)4，構(gòu)成Be-O四 面體。 28 在綠寶石結(jié)構(gòu) 中，在上下疊置 的六節(jié)環(huán)內(nèi)，形 成了一個巨大的 通道，一些大的 陽離子，如K+、 Cs+和H20分子即 可賦存其中 。 29 29 三、鏈狀結(jié)構(gòu) 1）鏈狀結(jié)構(gòu)的特 點 鏈又可分為單鏈和雙 鏈。 硅氧四面體通過共用 氧離子相連，在一維 方向延伸成鏈狀，鏈 與鏈之間通過其他陽 離子按一定的配位關(guān) 系連接起來。這種硅 酸鹽結(jié)構(gòu)稱為鏈狀結(jié) 構(gòu)。 30 2）透輝石 透輝石的 化學(xué)式是 CaMg(Si206)， 其結(jié)構(gòu)屬單斜晶 系?？臻g群為 C2c, ao=0.9746nm bo=0.8899nm co=0.5250nm =105o37 。沿c 軸方向延伸的單 鏈為基本單元。 ao=0.9746nm 60 40 40 2 10 48 52 -2 2 48 -25 -25 2 9 48 75 10 59 52 41 -9 -31 -10 10 -8 31 52 75 59 48 41 25 -10 9 25 2 41 10 25 52 75 10 48 60 2 -2 -9 59 9 25 60 -2 -25-9 -25 Ca Mg Mg Ca Ca Ca Mg Mg -19 42 -19 42 C0=0.524nm 40 -2 25 31 透輝石 Mg在0 Mg在0 Mg在1/2 Mg在0 Ca在0 Mg在0 Ca在1/2 Mg在0 60 40 40 2 10 48 52 -2 2 48 -25 -25 2 9 48 75 10 59 52 41 -9 -31 -10 10 -8 31 52 75 59 48 41 25 -10 9 25 2 41 10 25 52 75 10 48 60 2 -2 -9 59 9 25 60 -2 -25-9-25 Ca Mg Mg Ca Ca Ca Mg Mg -19 42 -19 42 C0=0.525 40 -2 25 a0=0.8899 (001)面投影 （010）面 32 鏈之間 則由Ca2+和 Mg2+ Mg2+ 離子相連， Ca2+的配位 數(shù)是8， Mg2+的配 位數(shù)是6 33 右圖(B)為（001） 面的投影。畫出了 陽離子的配位關(guān)系 。 Mg Ca 34 四、層狀結(jié)構(gòu) 1）、層狀結(jié)構(gòu)的 特點 硅氧四面體通過 三個共同氧在二維平 面內(nèi)延伸成一個硅氧 四面體層。 絡(luò)陰離子 的基本單元是(Si4010)4 。 結(jié)構(gòu)中自由氧一般 和Al3+、Mg2+、Fe3+ 、Fe2+等陽離子相連 ，構(gòu)成A1一O，Mg一 O等八面體。 35 35 層狀硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)的基本單元：硅氧四面體 層和含有氫氧的鋁氧八面體層和鎂氧八面體層。 兩種八面體： （）二八面體：八面體以共棱方式相連，八面體 中的O2-離子只被兩個陽離子所共用，這種八面體稱 為二八面體。Al-O八面體即是二八面體。 （）三八面體：八面體以共棱方式相連，八面體 中的O2-離子被三個陽離子所共用，這種八面體稱為 三八面體。Mg-O八面體即是三八面體。 36 （3）1：1型 或 二層型層 狀結(jié)構(gòu)： 在層狀硅酸 鹽晶體結(jié)構(gòu)中， 硅氧四面體層和 鋁氧或鎂氧八面 體層的連接是由 一層四面體層和 一層八面體層相 連，稱為1：1 型或二層型層狀 結(jié)構(gòu)。 Si C0C0 Al(Mg) Si H2O H2O Al(Mg) (A) (B) 37 （4） 2：1 型或三層型 層狀結(jié)構(gòu)： 由兩層 四面體層夾 一層八面體 層 。 Si C0C0 Al(Mg) Si H2O H2O Al(Mg) (A) (B) 38 （5）層狀結(jié)構(gòu)中 ，如果在SiO四面 體層中，部分Si4+離 子被A13+離子代替， 或AlO八面體層中 ，部分A13+離子被 Mg2+或Fe2+離子代替 時，則結(jié)構(gòu)單位中電 荷就不平衡，有多余 的負電荷出現(xiàn)。這時 ，可以進入一些電價 低而離子半徑大的水 化陽離子(如K+，Na+ 等)來平衡多余的負電 荷。 Si C0 Al(Mg) H2O (A) 39 （6）如果結(jié)構(gòu)中取 代主要發(fā)生在AlO八 面體中，進入層間的 陽離子與層的結(jié)合并 不很牢固，在一定條 件下可以被其它陽離 子交換?？山粨Q量的 大小即稱為陽離子交 換容量。 如果取代發(fā)生在SiO 四面體中，且量較多 時，進入層間的陽離 子與層之間有離子鍵 作用，則結(jié)合較牢固 。 Si C0 Al(Mg) H2O (A) 40 2）、高嶺石結(jié)構(gòu)： 高嶺石的化學(xué)式 為A14(Si4010)(OH)8或 寫成Al2032SiO22H20 。結(jié)構(gòu)屬于三斜晶系 ，空間群為C1 ao=0.5139nm bo=0.8932nm co=0.7371nm =91o36 =104o48 r=89o54 Z1。 是1：1型，層間為氫 鍵。 41 高嶺石結(jié)構(gòu) SiOOHAl 913610448 =89o54 a b c c ba 42 高嶺石的晶體結(jié)構(gòu) 高嶺石層是由 一層四面體和一 層八面體疊置而 成。相臨二單 位間的厚度約 0.7nm. 1：1型 狀結(jié)構(gòu)，層間為 氫鍵。二八面體 。粒度為0.01- 100微米，且大 多數(shù)在2微米以 下。 43 高嶺石 44 高嶺石 45 高嶺石 46 圖3-37 高嶺石晶體結(jié)構(gòu) (100) 47 3）、蒙脫石結(jié)構(gòu) 蒙脫石的化學(xué)式為 (MxnH20)(Al2-xMgx)(Si4010)(OH)2。 其結(jié)構(gòu)屬于單斜晶系， 空間群為C2m ao=0.523nm bo=0.906nm co=0.960nm Z2。 是2：l型結(jié)構(gòu)。 蒙脫石的理想結(jié)構(gòu)的化學(xué)式 為Al2(Si4010)(OH)2 M 48 蒙脫石的結(jié)構(gòu) 蒙脫石的理想結(jié) 構(gòu)的化學(xué)式為 Al2(Si4010)(OH)2 在鋁氧八面體層 中大約有三分之 一的Al3+被Mg2+ 離子所取代，為 了平衡多余的負 電價，在結(jié)構(gòu)單 位層之間有其它 陽離子平衡。 nH2O 6O 4Si 4O+2OH 4O+2OH 4Al 4Si 6O nH2O nH2O nH2O 49 蒙脫石在掃 描電子顯微鏡下 ，可看出是一種 顆粒極小，且不 規(guī)則的薄層狀晶 體 50 3、形態(tài) 蒙脫石常呈土狀隱晶質(zhì)塊狀，礦物顆粒細，在電子顯 微鏡下可見到片狀、球狀、海綿狀等集合體形狀。 左圖是在透射式電子顯微鏡下；右圖為選定區(qū)域的電 子衍射圖，顯示出了晶體結(jié)構(gòu)。 51 蒙脫石 52 蒙脫石是2：1 型結(jié)構(gòu)，即兩層硅 氧四面體中間夾一 層鋁氧八面體層。 在鋁氧八面體層中 大約有三分之一的 Al3+被Mg2+離子所 取代，為了平衡多 余的負電價，在結(jié) 構(gòu)單位層之間有其 它陽離子平衡。 HH 2 2 OO HH 2 2 OO HH 2 2 OO HH 2 2 OO HH 2 2 OO 53 蒙脫石的理想晶 體結(jié)構(gòu)為2：1型 54 55 結(jié)構(gòu)特征 ： C軸可膨脹以 及陽離子交換 容量大， 無 水時為 0.960nm,有 水時最大可達 近20nm. 56 4）、滑石結(jié)構(gòu) 滑石的化學(xué)式為 Mg3(Si4010)(OH)2 屬單斜晶系，空 間群為C2c ao=0.526nm bo=0.910nm co=1.881nm =100o 57 57 滑石 的結(jié) 構(gòu) Si OH3OMg 58 白色塊狀滑石 59 圖3-39 滑石晶體結(jié)構(gòu) 60 滑石結(jié)構(gòu)和蒙 脫石相近。 將蒙脫石中A1一O八 面體換成Mg一O八面 體即為滑石，由于 鎂離子是二價，因 而三個鎂離子共用 一個氧離子成為三 八面體。是2：l型 結(jié)構(gòu)。 61 61 5）、伊利石結(jié)構(gòu) 伊利石的化學(xué)式為 K1-1.5Al4(Si7-6.5Al1-1.5O20)(OH)4，晶 體結(jié)構(gòu)屬于單斜晶系，空間群為 C2c ao=0.520nm bo=0.900nm co=1.000nm 角無確切值。 Z2。 62 伊利石 63 伊利石三層結(jié)構(gòu) 與蒙脫石結(jié)構(gòu)相 似，只是Si-O四面 體中大約16的 Si4+被Al3+離子所 取代。 為平衡多余的負電 荷，結(jié)構(gòu)中將近有 115個K+離子 進入結(jié)構(gòu)單位層之 間。 Si7-6.5Al1-1.5 Al4 K1-1.5 64 伊利石 利伊石是三層型結(jié)構(gòu) 與蒙脫石不同的是Si -O四面體中大約1/6 的Si4+被Al3+離子所 取代。 為平衡多余的負電荷 ，結(jié)構(gòu)中將近有 11.5個K1+離子進入 結(jié)構(gòu)單位層之間。 K1+離子處于上下兩 個硅氧四面體六節(jié)環(huán) 的中心。 65 K+離子處于上 下兩個硅氧四面體 六節(jié)環(huán)的中心，相 當(dāng)于結(jié)合成配位數(shù) 為12的K-O配位多 面體。 因?qū)娱g結(jié)合力較牢 ，這種陽離子不易 被交換。 66 K+離子處于上 下兩個硅氧四 面體六節(jié)環(huán)的 中心，相當(dāng)于 結(jié)合成配位數(shù) 為12的K-O配 位多面體。因 層間結(jié)合力較 牢，這種陽離 子不易被交換 。 OHSiKOAl 67 6）、白云母結(jié)構(gòu) 白云母的化 學(xué)式為 KAl2(A1Si3)O10( OH)2，屬于單斜 晶系空間群為C2 c ao=0.519nm bo=0.900nm co=2.00nm =95o47 Z2。 為21結(jié)構(gòu) 68 68 白云母的晶 體結(jié)構(gòu)和伊 利石相似， 不同的是白 云母中的 Si4+離子有 1/4被Al3+ 所取代。 因此，在結(jié) 構(gòu)中用于平 衡剩余負電 荷的K+離 子量也增多 。 69 69 白 云 母 的 結(jié) 構(gòu) OHSiKOAl b=0.902nma=0.518nm Csin=1.996nm c=2.004nm 70 云母。 71 從白云母的結(jié) 構(gòu)看進入層間的鉀 離子K+離子處于上 下兩個硅氧四面體 六節(jié)環(huán)的中心，相 當(dāng)于結(jié)合成配位數(shù) 為12的KO配位多 面體。因?qū)娱g結(jié)合 力較牢，這種陽離 子不易被交換。 72 五、架狀結(jié)構(gòu) 1）結(jié)構(gòu)特征 （1） 架狀硅酸鹽晶體其結(jié)構(gòu)特征是 每個硅氧四面體的四個角頂，都與相鄰 的硅氧四 面體共頂，形成向三維空間延 伸的骨架。 73 （2） SiO4 4-在三維方向通過橋氧相連， Si：O=1：2，每個SiO4 4-中的O2-均為橋氧， 無活性氧，電價平衡，實際上是氧化物SiO2。 （3）雖然都是以SiO4 4-連接成的架狀結(jié)構(gòu)，但 SiO4 4-間連接方式不同，SiO4 4-中Si4+可被 Al3+取代，形成Al 2SiO43， （Al+Si）：O=1：2。 在這類架狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽中,石英是硅質(zhì)耐火 材料及玻璃工業(yè)的主要原料，屬于架狀結(jié)構(gòu)的還 有霞石NaAlSiO4,長石(K,Na)Al Si3O8和沸石 NaAlSi2O6H2O等。 74 2）、石英晶體結(jié)構(gòu) （1）、在常壓的情況下，石英的變體可表達如下： 石英 同 級 轉(zhuǎn) 變(慢) 鱗石英方石英熔融石英 同 類 轉(zhuǎn) 變 (快) 熔體(1600) 石英 870 1713 1470 573 熔體 (1670) 163 120 鱗石英 鱗石英 230 方石英石英玻璃 急冷 75 （2）、SiO2多晶 轉(zhuǎn)變的分類： 重建型轉(zhuǎn)變： 涉及鍵的破裂 和重建，其過程相 當(dāng)緩慢，這種轉(zhuǎn)變 稱為重建型轉(zhuǎn)變。 位移型轉(zhuǎn)變： 不涉及晶體結(jié) 構(gòu)中鍵的破裂和重 建，轉(zhuǎn)變過 程迅 速而可逆，往往是 鍵之間的角度稍作 變動而已。這種轉(zhuǎn) 變稱為位移型轉(zhuǎn)變 。 76 重 建 型 轉(zhuǎn) 變 和 位 移 型 轉(zhuǎn) 變 位移相變 重建相變 77 -鱗石英 -石英 B C A A A B B C C C Si Si Si D D D Si Si Si A B A A B B C C -方石英 78 在-石英中相 當(dāng)于以共用氧為對稱 中心的兩個硅氧四面 體中，SiOSi鍵由 180轉(zhuǎn)變?yōu)?50。 79 在-鱗石英中， 兩個共頂?shù)墓柩跛拿?體的連接方式相當(dāng)于 中間有一個對稱面。 80 （3）、主要石英變體中硅氧四面體的連接方式 在-方石英中， 兩個共頂?shù)墓柩跛拿?體相連，相當(dāng)于以共 用氧為對稱中心。 81 （4）、石英主要變體的結(jié)構(gòu)： 、石英：石英屬于六方晶系，在 石英晶體結(jié)構(gòu)中存在六次螺旋軸，圍繞螺旋軸的硅 離子，(0001)投影圖上可連接成正六邊形。石 英有左形和右形之分。 82 石英屬于三方晶系，-石英和石英的區(qū) 別在于-石英中Si一O一Si鍵角不是150o，而是137o。 存在三次螺旋軸。圍繞三次螺旋軸的硅離子在(0001)投 影圖上是復(fù)三方形(圖232)。-石英也有左、右形之 分。石和-石英英間的關(guān)系 83 137137 137137 137o 83 、鱗石英結(jié)構(gòu)：鱗石英屬六方晶系，硅氧四面體按六節(jié) 環(huán)的連接方式構(gòu)成四面體層，硅氧四面體層中任何兩個相鄰的四面體的 角頂，指向相反方向，然后上下層之間再以角頂相連而成架狀結(jié)構(gòu)。 84 、方石英結(jié)構(gòu)：方石英屬于立 方晶系，-方石英中，若以硅的排列看，它們成三 層重復(fù)的方式堆積。 85 在方石英中，兩個共頂?shù)墓柩跛拿骟w相連 ，相當(dāng)于以共用氧為對稱中心。 86 3）、長石晶體結(jié)構(gòu) 長石的主要組分有四種： 鉀長石 KAlSi3O8 符號Or 鈉長石 NaA1Si3O8 Ab 鈣長石 CaA12Si2O8 An 鋇長石 BaA12Si2O8 Cn 在高溫時Or和Ab能形成連續(xù)固溶體，低溫 時為有限固溶體，它們的固溶體稱為堿性長石 。Ab和An也能形成固溶體，構(gòu)成斜長石系列。 在堿性長石中，當(dāng)Ab在固溶體的含量從o 67mol時，晶體結(jié)構(gòu)為單斜晶系，稱為透長 石，它是長石族晶體結(jié)構(gòu)中對稱性最高的。 87 透長石的化學(xué) 式為K(A1Si3O8) ，屬單斜晶系， 基本單位是四個 四面體(硅氧或鋁 氧四面體)相互共 頂形成一個四聯(lián) 環(huán)，其中兩個四 面體的尖頂朝上 ，另兩個尖頂向 下。 88 這個四聯(lián)環(huán)又可 以分別與上下的四 聯(lián)環(huán)共頂相連，成 為曲軸狀的鏈，其 方向平行于a軸。 鏈與鏈之間又以氧 橋相連，形成三維 架狀結(jié)構(gòu)。 89 89 長石結(jié)構(gòu)中的四聯(lián)環(huán)和曲軸狀鏈 （A）理想的曲軸狀鏈；（B）四聯(lián)環(huán)；（C）實際的曲軸狀鏈 (A)(B)(C) 90 91 透長石結(jié)構(gòu)中由 于Si4+被Al3+離子部分 取代，剩余負電荷由 K+離子填充于結(jié)構(gòu)中 平衡。 圖中畫出四條曲軸狀 鏈的投影圖。它們相 互連接時在圖正中形 成一個八聯(lián)環(huán)，K+離 子就位于八聯(lián)環(huán)的空 隙中，且處于對稱面 的位置上(圖中m的位 置)。K+的配位數(shù)是9 。 91 b 2 2 2 mmm K 92