ЦЕОЛИТЫ

ЦЕОЛИТЫ (от греч. zeo - киплю и
lithos - камень; из-за способности вспучиваться при нагревании), алюмосиликаты,
кристаллич. структура к-рых образована тетраэдрами [SiO4
и [А1О5-, объединёнными общими вершинами в трёхмерный
каркас, пронизанный полостями и каналами. В последних находятся молекулы
воды и катионы металлов (I и II групп периодич. системы Менделеева), а
также аммония, гид-рония, тетраалкиламмония и др. введённые катионным обменом
поливалентные ионы.


Ц. встречаются в природе и получены искусственно.
Общая формула Ц. Meгде Me - металл, п - его степень окисления, х -число атомов алюминия,
у
-
число атомов кремния, z - число молекул воды.


Цеолиты природные (Ц. п.) включают ок.
30 минералов. К наиболее важным относятся: анальцим, ломонтолиты
природные (Ц. п.) включают ок. 30 минералов. К наиболее важным относятся:
аналъцим,
л о м о н-т и т Ca[Alф и л л и п с и т (Na(3,4 - 6,6)Ннатролит, морденит (NaK(6,4-7) Н-О; гейландит (Ca, Na(5,5-6,5)НCa) [Alшабазит,
э р и о н и т (Na(4,8-6,8)Н[Al

По наличию общих структурных элементов,
сходных каналов выделяют 9 кристаллохимич. групп Ц. Каркасы цеолитов группы
анальцима построены четверными кольцами [Si, A1O4] тетраэдров. Из различных
сочетаний четырёхчленных колец построены также каркасы Ц. группы ломонтита
и филлипсита. Структуры Ц. группы натролита образованы из цепочек, к-рые
составлены из четырёхчленных колец, соединённых друг с другом пятым тетраэдром.
Характерные элементы Ц. группы морденита и гейландита-


клиноптилолита представлены пятерными петлями
тетраэдров [Si, A1Oкаркасов Ц. группы эрионита, двойные - шабазита и фожазита.


Ц. п. образуют прозрачные бесцветные кристаллы
любых кристаллографич. систем; размер от неск. см до неск. мкм.
Тв.
по минералогич. шкале 3-5; плотность 1800-2250 кг/л3 (у бариевых
цеолитов -2500-2700).


Образуются Ц. п. в основном в условиях
относительно невысоких темп-р (до 250-300 °С) и давлений (до неск. тыс.
атмосфер) в последней стадии гидротер-мального процесса и приурочены к
вул-каногенным толщам базальтового, анде-зитового, риолитового состава,
в к-рых заполняют пустоты и трещины, или образуют цемент туфов; происхождение
Ц. п. связано также с диагенезом осадков морей, щелочных солёных
озёр, при взаимодействии туфов с поровыми водами. При этом образуются пром.
скопления, к-рые разрабатываются как месторождения Ц. п. С повышением темп-ры
образуются относительно менее гидратированные Ц. Появление ломонтита в
подвергающихся погружению осадках характерно для т. н. цеолитовой фации
метаморфизма,
особое место занимает анальцим, к-рый может кристаллизоваться
как позднемагматич. минерал при темп-рах выше 600 °С из бедных кремнезёмом
щелочных магм. Месторождения в СССР - в Закавказье, Закарпатье, на Камчатке;
за рубежом - в Нов. Зеландии, Японии, США, Исландии.


Цеолиты искусственные. Из почти ста искусственных
Ц. на практике широкое применение находят три А - [Na[AlSiO4]- (2-:-3)Н2О,
X - Na[Al Si1-1,5О4-5]-3H2O и Y - Na[AlSi1,5-3 О5-8]*(3-:-4)Н2О.


А не имеет природных аналогов, X и Y близки
фожазиту. А, X, Y синтезируют нагреванием до 100 °С либо гелей, образующихся
при смешении растворов алюмината натрия и жидкого стекла или золя кремневой
к-ты, либо смеси растворов едкого натра с прокалённым каолином. Полученные
кристаллы (размером несколько мкм) подвергают грануляции.


Природные и искусственные Ц. проявляют
ионообменные, а после удаления из их полостей молекул воды (при нагревании)
адсорбционные свойства, к-рые в сочетании с жёстким размером входов в полости
и каналы придают свойства молекулярных сит и селективных ионо-обменников.
В случаях, когда катионами служат поливалентные катионы, гл. обр. La, Се
и др. редкоземельные элементы, гидроний или водород, Ц. обнаруживают свойства
катализаторов.


Специфика различных Ц. связана с размером
плодов в полости (они могут быть от 3 до 10А), объёмом полостей, природой
и расположением катионов, хим. стойкостью Ц. в различных средах.


Ц. используются для выделения и очистки
углеводородов нефти и как катализаторы, а также для очистки, осушки и разделения
газов (в т. ч. воздуха), осушки фреонов, извлечения радиоактивных элементов,
создания глубокого вакуума и т. д.


Лит..-Жданов С. П., ЕгороваЕ.Н., Химия
цеолитов, Л., 1968; Сендеров Э. Э., X и т а р о в Н. И., Цеолиты, их синтез
и условия образования в природе, М., 1970; Б р е к Д. В., Цеолитовые молекулярные
сита, пер. с англ., М., 1976. Э. Э. Сендеров.




А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я