Описательная часть
666
в простые химические формулы. Общая химическая формула может быть
выражена таким образом:
А
т
Х
р
О
2
р
·
nН
2
О, где
Х = Si, Al. Какихлибо опреде
ленных соотношений между содержанием щелочей и кремнезема в различ
ных минералах не наблюдается.
Многое еще не совсем ясно в наших представлениях о разных типах
анионных радикалов, характеризующих минералы рассматриваемой груп
пы. Тем не менее цеолиты обладают целым рядом общих совершенно свое
образных свойств, и не вызывает никакого сомнения то, что они состав
ляют особую группу или семейство. Рентгенометрические исследования
показывают, что кристаллические структуры их состоят из каркасов алю
мокремнекислородных тетраэдров, отличающихся от других типов кар
касных структур тем, что полости в
них представлены более широкими
«каналами». Такая более открытая кристаллическая жесткая основа со
держит в себе слабо связанные с ней молекулы воды. При осторожном
нагревании вода может быть постепенно удалена без разрушения крис
таллической структуры в целом. Замечательно, что удаленная этим пу
тем вода вслед за тем снова может быть поглощена до прежних пределов
или заменена молекулами других веществ (сероводорода, этилового спир
та, аммиака и пр.), причем кристаллическая среда сохраняет однородность;
соответственно меняются лишь оптические свойства. Отсюда естествен
но, что содержание воды в цеолитах является переменной величиной и
зависит от внешних условий (температуры и упругости паров воды в ок
ружающей среде). Так называемая цеолитная вода именно тем и отлича
ется от кристаллизационной, что при нагревании она выделяется не скач
ками при какихлибо определенных температурах, а постепенно.
Другой характерной особенностью, ярко выраженной у большинства
цеолитов, является та легкость, с
какой происходит обмен между катиона
ми, уравновешивающими отрицательный заряд каркаса кристаллической
решетки, и катионами в окружающем водном растворе. Те или иные кати
оны раствора способны вытеснять катионы, располагающиеся в «пустотах»
среди каркаса цеолитов, без нарушения их структуры. Это свойство исполь
зуется в
практике, главным образом при применении искусственно изго
товляемых цеолитов в качестве пермутита для смягчения жестких вод.
В противоположность более «закрытым» каркасным структурам по
левых шпатов, в которых каждая «пустая» ячейка занята катионами, в
структурах цеолитов свободные пространства использованы не полнос
тью. При сопоставлении данных химических
анализов в соответствии со
структурами выясняется, что, помимо обычно наблюдаемого в полевых
шпатах типа замены катионов с сохранением общего заряда, числа ионов
и объема (например, NaSi–CaAl или KSi–BaAl), в цеолитах существует
другой тип замены: Са–Na
2
, Ba–K
2
, NaCa
2
–Na
3
Ca.
Как видим, в
этих случаях общий заряд заменяемых катионов одина
ков с зарядом заменяющих примерно равновеликих катионов, однако