Алюмосиликаты

АЛЮМОСИЛИКАТЫ соли алюмокремниевых кислот, к которым в природе относится большая группа минералов класса силикатов. В кристаллической структуре алюмосиликаты атомы алюминия, подобно атомам кремния, окружены четырьмя атомами кислорода (тетраэдрическая координация) и входят в состав анионной части. Этим алюмосиликаты отличаются от силикатов алюминия, у которых атомы алюминия выступают в роли катионов и имеют октаэдрическую координацию. Термин введён В. И. Вернадским. В алюмосиликатах часть атомов кремния изоморфно замещается атомами алюминия. Алюмо- и кремнекислородные тетраэдры, связанные между собой общими атомами кислорода, формируют бесконечные трёхмерные каркасы, плоские сетки, реже цепочки, ленты, кольца. Соответственно алюмосиликаты относятся к каркасным (полевые шпаты, фельдшпатоиды, цеолиты и др.), слоистым (слюды, хлориты, глинистые минералы), цепочечным (некоторые пироксены), ленточным (некоторые амфиболы) и кольцевым (кордиерит) силикатам. Среди катионов в составе алюмосиликатов преобладают Na, К, Са, несколько меньшую роль играют Mg и Fe, реже встречаются Li и Ва. Большинство алюмосиликатов окрашены в светлые тона, плотность до 2890 кг/м³. Алюмосиликаты важнейшие породообразующие минералы (в составе гранитов на долю алюмосиликатов приходится до 75% объёма породы). Это одна из основных составляющих горных пород земной коры (свыше 50% объёма). Многие алюмосиликаты (полевые шпаты, слюды, нефелин, цеолиты и др.) - ценное минеральное сырьё. Наибольшее практическое значение имеют цеолиты, ионообменные и адсорбционные свойства которых широко используются в газовой и химической промышленности, а также для очистки воды и др.

Алюмосиликаты синтетические получают для технических целей из природных оксидов алюминия Al₂О₃ и кремния SiO₂ и оксидов соответствующих металлов путём спекания или сплавления, а также гидротермальным синтезом (в автоклавах в перегретых водных растворах под давлением). Синтетическим путём получено большинство алюмосиликатов, встречающихся в природе, а также алюмосиликатов, не имеющих природных аналогов. Синтетические алюмосиликаты обладают высокой механической прочностью, огнеупорностью, стойкостью к действию кислот и щелочей, а также окислителей и восстановителей, в том числе при высоких температурах. Синтетические алюмосиликаты, образующие основную кристаллическую фазу керамических материалов, применяют в качестве футеровочного материала агрегатов стекольной, фарфоровой и металлургической промышленности, как изоляционные материалы. Алюмосиликаты типа природных цеолитов используют в качестве адсорбентов при очистке, осушке и разделении газов, для умягчения воды, в хроматографии, в качестве катализаторов или носителей катализаторов и пр.

Лит.: Минералы: Справочник: В 7 т. М., 1981. Т. 3. Вып. 3; Deer W.А., Zussman J., Howie R. А. Rock-forming minerals. 2nd ed. L.; N.Y., 1978-2003. Vol. 1А-4А.