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6、叙述硅酸盐晶体结构分类原则及各种类型的特点，并举一例说明之。

解：硅酸盐矿物按照硅氧四面体的连接方式进行分类，具体类型见下表。

硅酸盐矿物的结构类型

结构类型共用氧数形状络阴离子氧硅比实例

岛状0四面体[SiO4]4-4镁橄榄石Mg2[SiO4]

组群状1～2六节环[Si6O18]12-3.5～3绿宝石Be3Al2[Si6O18]

链状2～3单链[Si2O6]4-3～2.5透辉石CaMg[Si2O6]

层状3平面层[Si4O10]4-2.5滑石Mg3[Si4O10](OH)2

架状4骨架[SiO2]2石英SiO2

7、堇青石与绿宝石有相同结构，分析其有显著的离子电导，较小的热膨胀系数的原因。

答：堇青石Mg2Al3[AlSi5O18]具有绿宝石结构，以（3Al3++2Mg2+）置换绿宝石中的（3Be2++2Al3+）。

6个[SiO4]通过顶角相连形成六节环，沿c轴方向上下迭置的六节环内形成了一个空腔，成为离子迁移的通

道，因而具有显著的离子电导；另外离子受热后，振幅增大，但由于能够向结构空隙中膨胀，所以不发生

明显的体积膨胀，因而热膨胀系数较小。

8、（1）什么叫阳离子交换？

（2）从结构上说明高岭石、蒙脱石阳离子交换容量差异的原因。

（3）比较蒙脱石，伊利石同晶取代的不同，说明在平衡负电荷时为什么前者以水化阳离子形式进入结

构单元层，而后者以配位阳离子形式进入结构单元层。

答：（1）在粘土矿物中，如果[AlO6]层中部分Al3+被Mg2+、Fe2+代替时，一些水化阳离子（如Na+、Ca2+

等）进入层间，来平衡多余的负电荷，在一定条件下这些阳离子可以被其它阳离子交换，这种现象称为阳

离子交换。

（2）高岭石的阳离子交换容量较小，而蒙脱石的阳离子交换容量较大。因为高岭石是1:1型结构，单网层

与单网层之间以氢键相连，氢键强于范氏键，水化阳离子不易进入层间，因此阳离子交换容量较小。而蒙

脱石是为2:1型结构，复网层间以范氏键相连，层间联系较弱，水化阳离子容易进入复网层间以平衡多余

的负电荷，因此蒙脱石的阳离子交换容量较大。

（3）蒙脱石和伊利石均为2:1型结构。但是蒙脱石的铝氧八面体层中大约有1/3的铝离子被镁离子取代，

平衡电荷的水化阳离子半径大，而且水化阳离子与负电荷之间距离远，覆网层间的结合力弱，所以进入层

间位置。伊利石的硅氧四面体层中约1/6的硅离子被铝离子所取代，钾离子进入覆网层间以平衡多余的负

电荷，钾离子位于上下二层硅氧层得六边形网络的中心，构成【KO12】，钾离子与硅氧层中的负电荷距离

近，结合力较强，因此以配位例子形式进入结构单元。

2+2+2+

10.同为碱土金属阳离子Be、Mg、Ca，其卤化物BeF2和SiO结构同，MgF与TiO（金红石型）结

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构同，CaF则有萤石型结构，分析其原因。

2

答：碱土金属离子Be2+、Mg2+、Ca2+，随着原子序数的增大，离子半径逐渐增大，极化性能变化不大。

当阴离子同为F时，使得其r/r增大，配位数增大，由BeF的4配位到MgF的6配位，再到CaF的8

-+-

222

配位。

5.2从化学组成、相组成考虑，试比较固溶体与化合物、机械混合物的差别。

解：从化学组成、相组成考虑，固溶体、化合物和机械混合物的区别列下表5-1比较之。

表5-1固溶体、化合物和机械混合物比较

（以AO溶质溶解在BO溶剂中为例）

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比