Значение слова цеолиты

мн. Группа минералов, относящихся к водным кремнекислым соединениям.

алюмосиликаты, кристаллическая структура которых образована тетраэдрическими фрагментами SiO4 и ALO4, объединенными общими вершинами в трехмерный каркас, пронизанный полостями и каналами. В последних находятся молекулы воды и катионы металлов, аммония и др. Способны селективно выделять и вновь впитывать различные вещества, напр. воду, а также обменивать катионы. Встречаются в природе (по происхождению главным образом низкотемпературные гидротермальные минералы), получаются искусственно. Адсорбенты, ионообменники, молекулярные сита.

(от греч. zéo ≈ киплю и líthos ≈ камень; из-за способности вспучиваться при нагревании), алюмосиликаты, кристаллическая структура которых образована тетраэдрами [SiO4]4- и [AlO4]5-, объединёнными общими вершинами в трёхмерный каркас, пронизанный полостями и каналами. В последних находятся молекулы воды и катионы металлов (I и II групп периодической системы Менделеева), а также аммония, гидрония, тетраалкиламмония и др. введённые катионным обменом поливалентные ионы.

Ц. встречаются в природе и получены искусственно. Общая формула Ц. Mex/n [AlxSiyO2(x+y)]×zH2O, где Me ≈ металл, n ≈ его степень окисления, х ≈ число атомов алюминия, у ≈ число атомов кремния, z ≈ число молекул воды.

Цеолиты природные (Ц. п.) включают около 30 минералов. К наиболее важным относятся: анальцим , ломонтит Ca [Al2Si4O12]×2H2O, филлипсит (Na2, K2, Ca) [Al2Si╜2,6-6,8O9,2-17,6] (3,4≈6,6) Н2О; натролит , морденит (Na2, Ca, K2)[Al2Si9,0-10,6 О22,0-25,2] (6,4≈7) H2O; гейландит (Са, Na2, K2) [Al2Si6,0-7,5O16,0-19,0] (5,5≈6,5) H2O, клиноптилолит (K2, Na2, Ca) [AI2Si7,5-11,0O19,0-26,0] (6≈8)1420, шабазит , эрионит (Na2, K2, Ca) [Al2Si5,8-7,6O15,4-19,2] (4,8≈6,8) Н2О, фожазит (Са, Na2, Mg, K2) [Al2Si4,1-4,6 O12,2-13,2]×4H2O.

По наличию общих структурных элементов, сходных кайалов выделяют 9 кристаллохимических групп Ц. Каркасы цеолитов группы анальцима построены четверными кольцами [Si, AlO4] тетраэдров. Из различных сочетаний четырёхчленных колец построены также каркасы Ц. группы ломонтита и филлипсита. Структуры Ц. группы натролита образованы из цепочек, которые составлены из четырёхчленных колец, соединённых Друг с другом пятым тетраэдром. Характерные элементы Ц. группы морденита и гейландитаклиноптилолита представлены пятерными петлями тетраэдров [Si, AlO4]. Одиночные шестерные кольца являются основой каркасов Ц. группы эрионита, двойные ≈ шабазита и фожазита.

Ц. п. образуют прозрачные бесцветные кристаллы любых кристаллографических систем; размер от нескольких см до нескольких мкм. Твердость по минералогической шкале 3≈5; плотность 1800≈2250 кг/м3 (у бариевых цеолитов ≈ 2500≈2700).

Образуются Ц. п. в основном в условиях относительно невысоких температур (до 250≈300 ╟С) и давлений (до нескольких тыс. атмосфер) в последней стадии гидротермального процесса и приурочены к вулканогенным толщам базальтового, андезитового, риолитового состава, в которых 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 промышленные скопления, которые разрабатываются как месторождения Ц. п. С повышением температуры образуются относительно менее гидратированные Ц. Появление ломонтита в подвергающихся погружению осадках характерно для т. н. цеолитовой фации метаморфизма ; особое место занимает анальцим, который может кристаллизоваться как позднемагматический минерал при температурах выше 600 ╟С из бедных кремнезёмом щелочных магм. Месторождения в СССР ≈ в Закавказье, Закарпатье, на Камчатке; за рубежом ≈ в Новой Зеландии, Японии, США, Исландии.

Цеолиты искусственные. Из почти ста искусственных Ц. на практике широкое применение находят три: А ≈ Na [AISiO4]×(2¸3) H2O, Х ≈ Na [AISi1-1,5O4-5]×3H2O и Y ≈ Na [AISi1,5-3O5-8]×(3¸4) H2O.

А не имеет природных аналогов, Х 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 кислоты, 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, которые в сочетании с жёстким размером входов в полости и каналы придают свойства молекулярных сит и селективных ионообменников. В случаях, когда катионами служат поливалентные катионы, главным образом La, Ce и др. редкоземельные элементы, гидроний или водород, Ц. обнаруживают свойства катализаторов .

Специфика различных Ц. связана с размером входов в полости (они могут быть от 3 до 10 ), объёмом полостей, природой и расположением катионов, химической 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., Егорова Е. Н., Химия цеолитов, Л., 1968; Сендеров Э. Э., Хитаров Н. И., Цеолиты, их синтез и условия образования в природе, М., 1970; Брек Д. В., Цеолитовые молекулярные сита, пер. с англ., М., 1976.

Э. Э. Сендеров.

Цеолиты — большая группа близких по составу и свойствам минералов , водные алюмосиликаты кальция и натрия из подкласса каркасных силикатов , со стеклянным или перламутровым блеском , известных своей способностью отдавать и вновь поглощать воду в зависимости от температуры и влажности. Другим важным свойством цеолитов является способность к ионному обмену — они способны селективно выделять и вновь впитывать различные вещества, а также обменивать катионы .

Наиболее распространённые представители группы цеолитов — натролит , шабазит , гейландит , стильбит , морденит , томсонит , ломонтит .