Minerały ilaste to wodne krzemiany glinu, czasem z różnymi zanieczyszczeniami żelaza, magnezu, metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych, a także inne kationy znajdujące się na lub w pobliżu niektórych powierzchni planet.
Powstają w obecności wody i kiedyś były ważne dla pojawienia się życia, ponieważ wiele teorii abiogenezy bierze pod uwagę ich rolę w tym procesie. Są ważnymi składnikami gleb i były korzystne dla ludzi od czasów starożytnych w rolnictwie i produkcji.
Edukacja
Gliny tworzą płaskie sześciokątne arkusze podobne do miki. Minerały ilaste są powszechnymi produktami wietrzącymi (w tym wietrzeniem skalenia) i niskotemperaturowymi produktami przemian hydrotermalnych. Są one bardzo powszechne w glebach, w drobnoziarnistych skałach osadowych, takich jak łupki, mułki i mułki, a także w drobnoziarnistych łupkach metamorficznych i filolitach.
Charakterystyka
Minerały ilaste z reguły (choć niekoniecznie) są bardzo drobnoziarniste. Ogólnie uważa się, że mają one rozmiar mniejszy niż 2 mikrometry w standardowej klasyfikacji wielkości cząstek, więc mogą być wymagane specjalne metody analityczne do ich identyfikacji i badania. Obejmują one dyfrakcję rentgenowską, dyfrakcję elektronów, różne metody spektroskopowe, takie jak spektroskopia Mössbauera, spektroskopia w podczerwieni, spektroskopia Ramana i SEM-EDS, lub zautomatyzowane procesy mineralogiczne. Metody te można uzupełnić za pomocą mikroskopii światła spolaryzowanego, tradycyjnej techniki, która ustala podstawowe zjawiska lub relacje petrologiczne.
Dystrybucja
Biorąc pod uwagę potrzebę wody, minerały ilaste występują stosunkowo rzadko w Układzie Słonecznym, chociaż są szeroko rozpowszechnione na Ziemi, gdzie woda wchodzi w interakcje z innymi minerałami i materią organiczną. Zostały również odkryte w kilku miejscach na Marsie. Spektrografia potwierdziła ich obecność na planetoidach i planetoidach, w tym na karłowatej planecie Ceres i Tempel 1, a także na księżycu Jowisza w Europie.
Klasyfikacja
Główne minerały ilaste są zawarte w następujących skupiskach:
- Grupa kaolinowa, która obejmuje minerały: kaolinit, dikkit, halloysite i nakrit (polimorfy Al2Si2O5 (OH) 4). Niektóre źródła obejmują grupę kaolinit-serpentyna ze względu na podobieństwa strukturalne (Bailey 1980).
- Grupa smektytów, która obejmuje smektyty dioktaedryczne, takie jak montmorylonit, nontronit i beidellite oraz smektyty trioktahedrowe, na przykład saponit. W 2013 r. Testy analityczne przeprowadzone przez łazik Curiosity wykazały wyniki zgodne z obecnością minerałów ilastych smektytu na planecie Mars.
- Grupa Illite, w skład której wchodzi mika gliniana. Illit jest jedynym wspólnym minerałem w tej grupie.
- Grupa chlorytowa obejmuje szeroki zakres podobnych minerałów o znacznych wahaniach chemicznych.
Inne gatunki
Istnieją inne rodzaje tych minerałów, takie jak sepiolit lub attapulgit, gliny o długich kanałach wodnych, o strukturze wewnętrznej. Warstwy gliny mieszanej są istotne dla większości powyższych grup. Zamówienie jest określane jako zamówienie losowe lub zwykłe, a ponadto jest określane terminem „Reichweit”, co w języku niemieckim oznacza „zasięg” lub „zasięg”. Artykuły literackie cytują na przykład zamówiony illite-smektyt R1. Ten typ należy do kategorii ISISIS. R0 natomiast opisuje losowe porządkowanie. Oprócz nich można również znaleźć inne rozszerzone typy zamawiania (R3 itp.). Gliniane mieszane minerały ilaste, które są idealnymi typami R1, często mają swoje własne nazwy. Zamówiony przez chloryt-smektyt R1 jest znany jako corrensite, R1-illite-smectite-rectorite.
Studiuj historię
Znajomość natury gliny stała się bardziej zrozumiała w latach 30. XX wieku dzięki rozwojowi technologii dyfrakcji rentgenowskiej niezbędnych do analizy molekularnej natury cząstek gliny. W tym okresie pojawiła się również standaryzacja terminologii ze szczególnym uwzględnieniem podobnych słów, które doprowadziły do nieporozumień, takich jak arkusz i płaszczyzna.
Podobnie jak wszystkie krzemiany warstwowe, minerały ilaste charakteryzują się dwuwymiarowymi warstwami ułożonych pod kątem czworościanów SiO4 i / lub oktaedry AlO4. Bloki arkuszy mają skład chemiczny (Al, Si) 3O4. Każdy czworościan krzemu dzieli 3 atomy tlenu w wierzchołku z innymi czworościanami, tworząc heksagonalną sieć w dwóch wymiarach. Czwarty wierzchołek nie jest współdzielony z innym czworościanem, a wszystkie czworościany „wskazują” w tym samym kierunku. Wszystkie nierozdzielone wierzchołki znajdują się po jednej stronie arkusza.
Struktura
W glinach czworościenne arkusze są zawsze związane z ośmiościennymi arkuszami, utworzonymi z małych kationów, takich jak glin lub magnez, i koordynowanymi przez sześć atomów tlenu. Nie ukształtowany wierzchołek czworościennego arkusza również tworzy część jednej strony oktaedry, ale dodatkowy atom tlenu znajduje się powyżej szczeliny w czworościennym arkuszu w środku sześciu czworościanów. Ten atom tlenu jest związany z atomem wodoru, tworząc grupę OH w strukturze gliny.
Gliny można podzielić na kategorie w zależności od metody pakowania warstw w arkusze czworościenne i ośmiościenne. Jeśli w każdej warstwie znajduje się tylko jedna grupa czworościenna i jedna oktaedryczna, należy ona do kategorii 1: 1. Alternatywa, znana jako glina 2: 1, ma dwa czworościenne arkusze z niepodzielnym wierzchołkiem każdego z nich, skierowane ku sobie i tworzące każdą stronę ośmiokątnego arkusza.
Połączenie między czworościennymi i ośmiościennymi arkuszami wymaga, aby czworościenny arkusz został pofałdowany lub skręcony, powodując zniekształcenie ditrigonalne heksagonalnej matrycy, a arkusz ośmiościenny jest wyrównany. Minimalizuje to ogólne zniekształcenie walencyjne krystalitu.
W zależności od składu arkuszy czworościennych i oktaedrycznych warstwa nie będzie miała ładunku lub będzie miała ładunek ujemny. Jeśli warstwy są naładowane, ładunek ten jest równoważony przez kationy międzywarstwowe, takie jak Na + lub K +. W każdym przypadku warstwa pośrednia może również zawierać wodę. Struktura krystaliczna jest utworzona ze stosu warstw umieszczonych między innymi warstwami.
„Chemia gliny”
Ponieważ większość glinek jest wytwarzana z minerałów, mają one wysoką biokompatybilność i interesujące właściwości biologiczne. Ze względu na kształt dysku i naładowanych powierzchni glina wchodzi w interakcje z wieloma makrocząsteczkami substancji, takimi jak białko, polimery, DNA itp. Niektóre zastosowania gliny obejmują dostarczanie leku, inżynierii tkankowej i bioprint.
Chemia gliny jest stosowaną dyscypliną chemii, która bada struktury chemiczne, właściwości i reakcje gliny, a także strukturę i właściwości minerałów ilastych. Jest to dziedzina interdyscyplinarna, która obejmuje pojęcia i wiedzę z chemii nieorganicznej i strukturalnej, chemii fizycznej, chemii materiałów, chemii analitycznej, chemii organicznej, mineralogii, geologii i innych.
Badanie chemii (i fizyki) glin i struktury minerałów ilastych ma ogromne znaczenie akademickie i przemysłowe, ponieważ należą one do najczęściej stosowanych minerałów przemysłowych wykorzystywanych jako surowce (ceramika itp.), Adsorbentów, katalizatorów itp.
