Сколько кубов в газосиликатном блоке. Статья.

Буквально каждое строительство зданий разного назначения начинается не только с выбора материала, но и с решения такой сложной задачи, как подсчет необходимого количества блоков. Чтобы получить достоверный результат, важно знать основные правила составления сметы.

Сколько кубов в газосиликатном блоке

За один куб условно в строительстве принимают объем материала, сложить который можно в тару с равными сторонами длиной по одному метру. Конечно же, чтобы определить, сколько в кубе газосиликатных блоков, никто не укладывает их в ящики, поэтому показатель этот принимают условно. В среднем, в одном кубе ячеистого материала, который используется для возведения стен, вмещается количество ровных блоков:

· 200х250х625 мм – 32 шт.;

· 250х250х625 – 25 шт.;

· 300х250х625 – 21 шт.;

· 375х250х625 – 17 шт.;

· 500х250х625 – 12 шт.;

· 400х250х625 – 16 шт.

Грамотный расчет стройматериала

Чтобы определить, сколько в кубе газосиликатных блоков, важно знать точную цену материала в расчете на один кубический метр. Идеальным вариантом является знание следующей информации:

· Площадь одного ячеистого блока.

· Количество штук блоков в кубе кладки.

· Общий объем материала в кладке.

· Газосиликатные блоки штук в кубе кладки.

Если искусственный камень необходим для создания внешней облицовки сооружений, вполне реально вычислить требуемое количество стройматериала за счет определения размерных параметров дома с учетом кладки площади всей конструкции. От полученного показателя важно вычесть площадь проемов окон и дверей. Вышеперечисленные варианты расчетов являются простыми и доступными, поэтому определить, сколько кубов в газосиликатном блоке, может специалист без высокой квалификации и опыта работы в сфере строительства.

Правила транспортировки и хранения

Чтобы перевезти ГС-блоки без больших потерь, важно использовать деревянные поддоны и специальную скрепляющую упаковочную ленту.

Это позволит предотвратить не только порчу материала, но и его выпадение из грузового автомобиля. Чтобы обеспечить сохранность блоков при их хранении на незащищенной от ветра, дождя и солнца площади, важно использовать плотную полиэтиленовую пленку. Складывают материал только в два ряда только на ровной поверхности, в ином случае происходит быстрое разрушение структуры. Сразу же после транспортировки важно рассортировать материал по размерам, чтобы потом при строительно-ремонтных работах было значительно легче найти нужный камень.

Определяя газосиликатные блоки штук в кубе, стоит также посчитать дополнительный резерв объемом 5-7% от общего количества стройматериала. Это объясняется тем, что в процессе транспортировки или при работе могут появиться дефекты в виде сколов и трещин. Также специалисты советуют узнавать реальные размеры ГС-блоков у поставщиков, а не «измерять на глаз». Помните, что чем точнее будут исходные данные, тем точнее будет получен результат, а именно требуемое количество материала.

Сколько газоблоков в 1 кубе: 200х300х600, 600х300х200, 250х300х600, 600х400х250

Газобетонные блоки являются самым распространенным типом стройматериала для возведения стен. Благодаря низкому весу изделий, нагрузка от несущей конструкции на фундамент будет незначительная. Для расчета требуемого количества строительных материалов следует знать, сколько газоблоков в 1 кубе и их габариты. Например, размеры ходового блока составляют 600х300х200 миллиметров. Такая особенность позволяет строить дома значительно быстрее, чем из кирпичного материала.

Если проект коттеджа или хозпостройки будет производиться самостоятельно, то необходимо просчитать нужное количество стройматериала. Когда при возведении стен и перегородок будут использовать газобетонные изделия, первым делом рекомендуется вычислить их объем в м3. В одном кубическом метре должно поместиться определенное количество вещества или материала. Поэтому перед тем как заказать блоки, нужно узнать, сколько газосиликатных блоков в 1 м3, и сколько газоблоков помещается в поддоне.

Газоблоки с размерами 200х300х600 мм используют для постройки несущих стен. Для постройки перегородок лучше применять панели ширина, которых составляет 10 см. Блоки производятся с различными размерами, что непосредственно влияет на показатели количества элементов в кубометре.

Сколько в 1м3 поместиться газоблоков

Чтобы лучше понять расчеты нужного количества стройматериалов будет рассмотрен такой пример:

1. По проекту у дома будет 4 несущие стены, длина которых составляет 5 м, с высотой 3 м.
2. В здании будет 4 оконных проема, с габаритами 1,2х1,5 м, и дверной проем 2х1 м.
3. Сначала вычисляется объем стены из газоблоков: 5х4х3=60 м3. Окна и дверь на этом этапе не учитываются.

4. Далее рассчитывается объем кладки, которая производится, не будет – оконные и дверные проемы 1,2х1,5х4+2=9,2м3.
5. В итоге получается чистый объем, который составит 60-9,2 = 50,8 м3.

Теперь будет более понятно, зачем нужно рассчитывать нужное количество газоблоков в одном кубометре. Такая методика позволит посчитать, сколько кубов газоблока нужно на дом.

Далее для удобства расчетов переводят все данные в сантиметры — 1м3 будет равен 1000000 см3 (100х100х100). Объем одного блока будет равен 36000 см3. Для того чтобы рассчитать сколько в метре кубическом элементов, следует 1000000 разделить на 3600, в итоге получится 28 шт. Подсчет количества требуемого количества блоков для всей конструкции 28 шт. умножают на 50,8 в итоге получается 1422 шт.

Это точно Вас заинтересует:

• Раствор для кладки блоков
• Стеновые газосиликатные блоки, виды блоков и их характеристики
• Газосиликатные блоки Почему?
• Производители блоков из ячеистого бетона: газосиликатных блоков, пеноблоков, газоблоков
• Газосиликатные блоки Хранение блоков
• Как рассчитать, сколько блоков нужно на дом
• Газосиликатные блоки Основные заблуждения
• Сколько цемента нужно на куб раствора? Сколько цемента или клея нужно для кладки куба блоков?
• Армопояс (армированный пояс) Железобетонные балки над проемами
• Армопояс Армированный пояс Армопояс своими руками

Сколько газоблоков с размерами 20х30х60 в 1 кубометре?

Чтобы узнать, сколько газобетонных блоков в 1м3, следует знать габариты одного изделия. Распространенные размеры блоков:

1. 250х300х600 мм;
2. 600х400х250 мм;
3. 600х300х300 мм;
4. 625х200х250 мм.

При произведении расчетов следует числа в миллиметрах перевести в метры, для этого потребуется все числа разделить на 1000. Для примера были взяты параметры 20х20х60 см и 28,8х20х0,6 см.

1. Умножают все стороны газоблока 0,2х0,2х0,6 в итоге получается объем одного блока, который равен 0,024. Далее 1 разделяют на 0,024 и получают количество единиц в одном кубометре – 41,66 шт.
2. Во втором варианте расчетов все аналогично 0,288х0,2х0,6 объем одного изделия будет равен 0,03456. После 1 делят на 0,03456 и получают 28,93 строительных единиц в одном м3.

Сколько в 1 м3 газобетонных блоков в поддоне?

Отгружают строительные материалы в определенном количестве, товар упакован в поддоны. Поштучно газоблоки не продаются. Количество штук в поддоне газобетонных блоков, зависит от размеров одного изделия. По этой причине это число может составлять от 40 до 180 единиц. При составлении заказа рекомендуется уточнить у менеджера, он же может помочь посчитать требуемое количество.

Сколько весит куб газобетона, определяют по характеристикам плотности, которая обозначается буквой D, а цифры обозначают показатель плотности.

Какое количество газобетонных блоков в 1 м3 для простенков с параметрами 60х10х30 см? Из-за того что такие газобетонные панели имеют в два раза меньший объем чем стандартные блоки. Соответственно таких изделий в одном кубометре будет 56 строительных единиц.

Плотность

Этот показатель пропорционален марке бетона. Каждый тип строительных элементов используется для укладки конструкций с разной нагрузкой. Чтобы не ошибиться при выборе марки, следует ознакомиться с их назначением. Газобетон D600 характеризуется высокой прочностью.

Из блоков D500 возводятся монолиты, D 400 — для обустройства изоляции при монтаже проемов. Изделия из газобетона D350, который имеет высокую пористость и рыхлую структуру, применяются преимущественно для изоляции тепла.

Материал сорбирует влагу, поэтому на стены наносится изолирующий влагу грунтовый шар. Технология изготовления блоков предусматривает перемешивание ингредиентов, которые при взаимодействии образуют пористую структуру. Строительные элементы с высокой плотностью имеют больший вес.

Сколько газобетона в кубе можно определить по плотности блока. Этот показатель обозначается D, а цифры после буквенной маркировки указывают на значение плотности. Низкое значение индекса соответствует наличию большого количества воздушных пор, которые увеличивают проводимость тепла.

Показатель прочности газоблока D400 выше на 45%, чем у D300, но теплопроводность ниже на 30%. Цена строительных изделий марки D400, 200, 300, 600 см в Москве и других регионах ниже, чем на аналогичные изделия большей плотности.

Сейчас читают: Сборные и монолитные железобетонные перекрытия

Вес

Заполнитель оказывает влияние на удельный вес изделий, за счет которого материал разделяют на несколько типов:

1. Максимально легкие по структуре газоблоки содержат множество воздушных пор. Такой стройматериал применяют в качестве утеплителя. Вес газобетона 1 м3 составит меньше 500 кг.
2. Легкие газоблоки представляют собой смесь с наполнителем — ракушечником или керамзитом. Вес поддона с газобетонными блоками составит от 500 до 1800 кг, показатели колеблются из-за показателей плотности материала. Песок является самым тяжелым из входящих в состав компонентов.

3. Тяжелый тип газоблоков считают самым распространенным. В составляющую часть входят такие компоненты, как гравий и щебень. Именно эти элементы оказывают влияние на вес изделий. Один кубометр весит 2 тонны и более. Например для того чтобы узнать сколько весит куб газобетона D500, достаточно взглянуть на цифру, которая обозначает 500 кг на 1м3.
4. Особенно тяжелые блоки считаются самыми редкими. На бетонную массу оказывают влияние наполнитель крупного размера.

Показатель веса блоков зависит от плотности, которая указана на марке. Например, маркировка D600 означает, что плотность составляет 600 кг на 1 м3.

Когда известны показатели плотности, можно рассчитать массу одного или требуемого количества блоков. Для этого потребуется знать, сколько в кубе газобетона. Например, блок марки D500 с параметрами 20х30х60 мм имеет вес 18 кг.

Эксплуатационные характеристики газобетона

Газобетон считается идеальным материалом для индивидуального строительства. Это объясняется его отличными эксплуатационными характеристиками и оптимальной стоимостью. Основными преимуществами газоблоков называют:

Преимущества газобетонных блоков

• простота обработки. Газобетонные блоки можно легко распиливать в любом направлении и придавать им нужную форму;
• низкая теплопроводность, что обеспечивает отличные теплосберегающие характеристики и позволяет сэкономить на утеплении;
• обеспечение высоких параметров шумоизоляции, что актуально в городских условиях;
• абсолютная безопасность для человека и окружающей среды;
• на газобетонных блоках не может завестись грибок и плесень, они не нуждаются в дополнительной антисептической обработке;
• газобетон довольно прочен. С его помощью разрешается возводить здания до двух этажей;
• высокая морозостойкость, способность выдерживать много циклов заморозки и размораживания без потери прочностных характеристик;
• небольшой вес блоков облегчает работу с ними и не требует применения спецтехники в процессе монтажа.

К недостаткам газобетона относят наличие у него пористой структуры. Это приводит к тому, что он отличается высоким уровнем поглощения влаги. Газобетонные блоки очень хрупкие. Их рекомендуется использовать совместно с фундаментами, которые отличаются минимальной усадкой. Такой недостаток приводит к тому, что на стену из газобетона довольно трудно закрепить массивные и тяжелые предметы.

Один из основных недостатков газобетона — хрупкость

Параметры

Чтобы выяснить количество кубов газобетона в одном поддоне, следует знать габариты изделий. Для стен применяют строительные элементы, толщина которых превышает 20 см. Такие размеры 200 или 250 мм являются самыми распространенными, их используют для постройки одноэтажных зданий. От параметров изделий зависит, сколько штук поместится в 1 кубе. При строительных работах монолитно-каркасной направленности частные строители и профессионалы используют газобетонные блоки с толщиной 250 мм. Если сравнивать такую стену с кирпичной кладкой, чтобы достичь аналогичных особенностей с газобетоном кирпичная стена должна составлять толщиной 1 метр.

Существует два типа газоблоков:

1. Которые имеют прямоугольную форму.
2. U-образные, такие элементы используют при создании перемычек.

Стандартные размеры изделий:

• длина – 60 либо 62, 5 см;
• высота – 20-25 см;
• ширина – 8,5-40 см.

Все вышеперечисленные габариты пользуются популярностью при постройке зданий, ширина может меняться в соответствии с поставленными задачами. Блоки легко поддаются обработке, при надобности размер изменяется.

U-образные изделия производят с такими параметрами:

• высота 25 см;
• длина 50-60 см;
• ширина 20-40 см.

Перед закупкой стройматериалов следует знать площадь помещения и размеры стен. Для того чтобы рассчитать сколько в 1 квадратном метре газоблоков, возьмем для примера показатели средней толщины стены 30 см.

Расчеты:

1. Считают длину наружной стены для одноэтажной постройки с размерами 10х10 м, с высотой стен 3 метра.
2. Общая длина стен – 10+10+10+10 получается 40 метров.
3. После вычисляют показатели площади поверхности, для этого длина 40 метров умножается на высоту 3 метра, получается 120 м2.

4. Из общих показателей площади вычитают дверные и оконные проемы. Например, 10 кв.м разделить на 120 кв.м и отнять 10, получается 110 м2.
5. Чтобы узнать, сколько газобетонных блоков в 1м2 кладки, следует рассчитать площадь одной строительной единицы – 0,2х0,6 получится 0,12 кв.м. На 1м2 получается 1:0,12 = 8,33 газобетонных блока.
6. На все здание понадобится: 110 кв.м умножают на 8,33 шт. получается 916,3 единицы.

В этом примере не учли толщину швов с раствором. Аналогичным методом рассчитывают нужное количество газобетона на внутренние стены.

Сколько поддонов с газоблоком входит в манипулятор? В машину обычно входит от 10 до 12 поддонов с газоблоками.

Грамотный расчет нужного количества газобетонных блоков для постройки стен и перегородок, позволит минимизировать затраты на покупке стройматериалов, которые измеряют в кубических метрах или в единицах. Сколько газосиликатных блоков в пачке будет зависеть от таких параметров как высота, ширина и длина. В основном их количество газоблоков в поддоне колеблется от 32 до 60 штук.

Достоинства и недостатки газобетона

Блоки из газобетона для доставки к месту применения часто приходится транспортировать на большие расстояния. Материал при этом не требователен к условиям перевозки. Преимуществами газобетона являются:

• правильная геометрическая форма, позволяющая рационально разместить материал на поддоне и в грузовом отсеке транспортного средства;
• высокая прочность на сжатие, что допускает погрузку изделий на поддоны в несколько рядов;
• устойчивость к динамическим воздействиям — ударам, толчкам, тряске, неизбежно возникающим при перевозке.

Недостатками газобетона являются:

• низкая прочность на растяжение — изгибающие усилия, возникающие при неправильной погрузке или в случае недостаточной жесткости грузовой платформы могут разрушить материал;
• высокая способность поглощать влагу вредит материалу при перевозке и хранении на открытых платформах и площадках;
• газобетон имеет небольшой вес, а при перевозке нельзя перевозить поддоны, расположенные в два яруса, в результате полностью загруженное транспортное средство может оказаться недогруженным по весу, что делает перевозки не всегда рациональными, значительно увеличивающими стоимость материала для строительства.

Для уменьшения внешних воздействий на материал при транспортировке производители осуществляют упаковку изделий в плотную пластиковую пленку и стягивают паллеты прочными лентами. Чтобы уменьшить затраты на транспортировку, строительные организации перевозят материал на своем транспорте, не прибегая к услугам транспортных компаний.

Ионная координация и правила Полинга

Ионная координация и правила Полинга

ЭЭНС 2110	Минералогия
Университет Тулейна	Проф. Стивен А. Нельсон
Координация и правила Полинга

 

 

 

Расположение атомов в кристаллической структуре зависит не только от заряд иона и тип связи между атомами, но и размер атомы или ионы. В любой данной молекуле или кристаллической структуре каждый атом или ион будет окружен другими атомами или ионами. Номер ионов или атомов, которые непосредственно окружают интересующий атом или ион, называется координация номер, — К. Н. Как мы увидим, координация число зависит от относительного размера атомов или ионов. Итак, мы должны сначала обсудить их размеры. Атомные и ионные радиусы Размер атома или иона зависит от размера ядра и количество электронов. Как правило, атомы с большим числом электронов имеют больший радиус, чем с меньшим числом электронов. Таким образом, ионы будут иметь радиусы отличается от атомов, потому что ионы будут либо приобретать, либо терять электроны. Количество положительных зарядов в ядре определяет количество электронов, окружающих атом, и количество электроны, которые могут быть потеряны или приобретены с образованием ионов. Таким образом, по мере того, как заряд иона становится более положительным, меньше электронов и ион будет иметь меньший радиус. По мере того как заряд иона становится более отрицательным, электронов, а ион будет иметь больший радиус. По мере увеличения атомного номера в любой данной колонке периодического Таблица, количество протонов и электронов увеличивается и, следовательно, размер атома или иона увеличивается. Атомные и ионные радиусы также зависят от типа связи, которая принимает место между составляющими, и на координационное число. Таким образом, атомные и ионные радиусы будут несколько различаться в зависимости от среда, в которой находятся атомы или ионы. Список ионных радиусов наиболее распространенных элементов для различных координационные номера показаны на странице 67 вашего текста. Во-первых, давайте изучить таблицу, глядя на один столбец периодической таблицы, чтобы увидеть, как на радиусы влияет увеличение атомного номера.

Здесь мы видим эффект увеличения атомного номера (и общего числа электронов) для ионов одинакового заряда и эффект изменения координационный номер. Радиусы увеличиваются с увеличением общего количества электронов вниз в табл. Ионный радиус также увеличивается с увеличением координации число, электронное облако вытягивается за счет присутствия большего количества окружающих ионов.

Ион Р() К.Н. = 6 Р () К.Н. = 8 Ли +1 0,74 0,92 Нет данных +1 1,02 1,18 К +1 1,38 1,51 руб. +1 1,52 1,61 Cs +1 1,67 1,74

Затем мы исследуем одну строку Периодической таблицы, чтобы увидеть, как радиусы зависит от заряда иона.   Здесь мы видим, что по мере того, как заряд становится более положительным, радиус катион уменьшается. Это связано с тем, что электронов меньше. внешние оболочки ионов. Размеры анионов относительно велики. потому что на их внешних оболочках больше электронов.

Ион Р() К.Н. = 4 Р() К.Н. = 6 Нет данных +1 0,99 1,02 Мг +2 0,57 0,72 Аль +3 0,39 0,48 Si +4 0,26 0,40 P +5 0,17 0,38 С +6 0,12 0,29 С -2 1,84   Класс -1   1,81

Координация ионов Координационный номер, C. N. зависит от родственника размер ионов. Если все атомы в кристалле одинаковы размер, то есть два способа упаковать атомы, чтобы сформировать кристалл состав. В этом случае максимальное количество атомов координируется вокруг любого человека, равно 12. Мы называем это 12-кратным координация. Есть два способа упаковать атомы в 12-кратном порядке. координация.

Сначала исследуйте один слой атомов одинакового размера. Обратите внимание, что между атомами есть два вида пустот, которые имеют своего рода треугольную форму с треугольниками, направленными вверх, мы назовем пустотами B, а те, у которых треугольники направлены вниз, мы назовем С-пустотами. Если мы добавим следующий слой атомов так, чтобы они заняли пространство выше пустоты B, а затем добавьте следующий слой над атомами A, это приводит к последовательности стекирования, которая выполняет AB AB AB . …и т.д. Этот тип плотнейшей упаковки называется гексагональной плотнейшей упаковкой. Это приводит к гексагональной решетке с осью c, ориентированной перпендикулярно слои AB AB. Если после добавления слоя атомов В разместить следующий слой так, чтобы атомы занимают положения над пустотами C в слое A и продолжают вверх, мы получаем последовательность стекирования, которая выполняет ABC ABC ABC…. и т. д.  Этот тип упаковки называется кубическим упаковка. Это приводит к кубической или изометрической решетке с ось перпендикулярна слоям.

Чтобы увидеть, что происходит, когда один из вовлеченных ионов или атомов становится меньше, нам нужно исследовать относительные размеры атомов. относительные размеры указаны отношением радиусов координирующих атомов или ионов. В кристаллических структурах мы обычно рассматриваем катионы, окруженные анионами, поэтому отношение радиусов определяется как Rx/Rz, где Rx — радиус катиона, а Rz — радиус окружающих анионов. С анионы обычно представляют собой более крупные ионы, что приводит к уменьшению значений Rx/Rz по мере уменьшения размера катиона. Если мы уменьшим размер катиона в таком расположении, все равно позволяя окружающим анионам соприкасаться друг с другом и соприкасаться катион, с уменьшением размера катиона координация сначала в результате 8 анионов окружают катион.

Это называется 8-кратной координацией или кубической координацией, потому что форма объекта, построенная путем проведения линий через центры более крупные ионы представляют собой куб. Если размер координированного катиона станет меньше, он станет слишком мал, чтобы касаться окружающих анионов. Таким образом, есть отношение предельного радиуса, которое произойдет, когда Rx/Rz станет слишком маленький. Чтобы увидеть, каков этот предел, мы должны посмотреть на вертикальную плоскость проходят через центры анионов, обозначенных A и B.

В этой конструкции мы можем определить соотношение радиусов для предельное состояние, часто называемое «пределом отсутствия дребезжания», потому что если отношение радиусов становится меньше, чем это, катион будет «погремушка» на своем сайте. Используя теорему Пифагора, мы можем написать:

(2Rz +2Rx) 2 = (2Rz) 2 + (22Rz) 2 2Rz +2Rx = √(4Rz 2 + 8Rz 2) 2Rz +2Rx = √(12Rz 2 ) 2Rz + 2Rx = 3,464Rz 2Rx = 1,464Rz Предоставление           Rx/Rz = 0,732

Таким образом, при Rx/Rz < 0,732 катион будет слишком мал или будет дребезжать на своем участке и структуре придется перейти на 6-кратную координацию.

Шестикратная координация также называется октаэдрической координацией, потому что форма, определяемая рисованием плоскостей, проходящих через центр более крупных ионов, октаэдр. Октаэдрическая координация стабильна при Rx/Rz , 0,732, но уменьшение радиуса катиона Rx в конечном итоге приведет к предел, где снова меньший ион будет греметь на своем месте.

Предел отсутствия дребезга можно определить, взглянув на горизонтальную плоскость проходящий через ионы, обозначенные C и D. В этом случае мы можем написать:

(2Rz + 2Rx) 2 = (2Rz) 2 + (2Rz) 2 = 2(4Рз 2 ) 2Rz +2Rx = 2√2Rz Rz + Rx = √2Rz Rx = (√2 — 1)Rz Rx/Rz = 0,414

При Rx/Rz < 0,414 структура переходит в 4-кратную координацию. Плоскости, проходящие через центры более крупных атомов, в этом случае будут образовывать тетраэдра, поэтому 4-кратная координация также называется тетраэдрической координация.

Расчет для определения предела «бесшумности» для тетраэдрическая координация сложна (см. текст Клейна и Дутроу, стр. 70). Результат показывает, что предел достигается, когда Rx/Rz = 0,225. Когда отношение радиусов становится меньше этого, треугольные координация становится стабильной конфигурацией.

Для треугольной координации координационное число равно трем, то есть 3 анионы окружают меньший катион. Лимит «без стука» достигается для треугольной координации, когда Rx/Rz становится меньше 0,155.

При значениях Rx/Rz < 0,155 меньший ион может быть координируется более крупными ионами, состоит в том, чтобы иметь 2 более крупных иона на любой сторона. Эта двойная координация называется линейной координацией.

В таблице приведены соотношения радиусов катионов и анионов, Rx/Rz, для различные координационные числа и дает название координации многогранника для каждого координационного числа.

Rx/Rz К.Н. Тип 1,0 12 Шестиугольный или кубический Ближайшая упаковка 1,0 — 0,732 8 Кубический 0,732 — 0,414 6 Октаэдрический 0,414 — 0,225 4 Тетраэдрический 0,225 — 0,155 3 Треугольный <0,155 2 Линейный

При описании строения кристаллов и расположения различных ионов или атомов внутри кристаллов часто ссылаются на кристаллографический узел, на котором находится атом. Такие сайты обычно упоминается в терминах координационного числа или координационного многогранник, окружающий ион. Например, в силикате. минералы Si окружены 4 атомами кислорода в тетраэдрической координации. Таким образом, часто говорят, что Si занимает тетраэдрические позиции в силикате. минералы. Мы рассмотрим эти концепции более подробно позже в курс.

Эти общие отношения координации применяются только в том случае, если соединение преимущественно ионный. В ковалентных структурах атомы перекрываются, потому что они делят электроны. Также следует отметить, что 5-, 7-, 9- и 10-кратная координация также возможна в сложных структурах. Для элементов, встречающихся в обычных минералах земной коры, наиболее распространенным координирующим анионом является кислород. Следующая таблица дает ионный радиус и координацию этих обычных катионов металлов координируется с кислородом.

 

Ион	К.Н. (с кислородом)	Координ. Многогранник	Ионный радиус,
К +	8 — 12	кубических до ближайшего	1,51 (8) — 1,64 (12)
Нет данных +	8 — 6	кубический в восьмигранный	1,18 (8) — 1,02 (6)
Ca +2	8 — 6		1,12 (8) — 1,00 (6)
Пн +2	6	Октаэдрический	0,83
Fe +2	6		0,78
Мг +2	6		0,72
Fe +3	6		0,65
Ти +4	6		0,61
Аль +3	6		0,54
Аль +3	4	Тетраэдрический	0,39
Si +4	4		0,26
P +5	4		0,17
С +6	4		0,12
C +4	3	Треугольный	0,08

 

Правила Полинга Лайнус Полинг изучал кристаллические структуры и типы связи и координации, которые происходят в них. Его исследования обнаружили что кристаллические структуры подчиняются следующим правилам, теперь известным как правило Полинга. Правила. Правило 1 Около каждого катиона образуется координационный полиэдр анионов, в котором катион-анионное расстояние определяется суммами радиусов и координационное число определяется отношением радиусов. Это правило просто излагает то, что мы обсуждали выше, заявляя, что разные типы координационных полиэдров определяются радиусом отношение Rx/Rz катиона к аниону.

Правило 2, Принцип электростатической валентности   Ан ионная структура будет стабильной до такой степени, что сумма сил электростатических связей, которые достигают иона, равны заряду этого иона. В чтобы понять это правило, мы должны сначала определить электростатическую валентность, э.в. э.в = заряд иона/C.N.

Например, в NaCl каждый Na + окружен 6 Cl — ионы. Таким образом, Na имеет 6-кратную координацию, и C.N. = 6. Таким образом, э.в. = 1/6. Таким образом, 1/6 часть отрицательного заряда достигает иона Na от каждого Кл. Таким образом, +1 заряд иона Na уравновешивается 6*1/6 =1 отрицательным зарядом. заряд от ионов 6 Cl.

Аналогично, в структуре CaF 2 каждый ион Ca +2 окружен 8 ионами F — в кубической или 8-кратной координации. э.в. таким образом, достижение иона Ca от каждого из ионов F составляет 1/4. Поскольку имеется 8 ионов F, общий заряд, достигающий иона Ca, составляет 8*1/4 или 2. Итак, снова заряд сбалансирован.

Обратите внимание, что в NaCl каждый ион Cl также окружен 6 ионами Na в октаэдрическая координация. Итак, опять же, 1/6 положительного заряда от каждого Na достигает иона Cl, и, таким образом, ион Cl видит 6*1/6 = 1 положительный заряд, который точно уравновешивает заряд -1 на Кл. В случае NaCl заряд точно сбалансирован на обоих катионах и анионы. В таком случае мы говорим, что связи равны силы со всех сторон. Когда это происходит, говорят, что облигации быть изодесмическим .

 

 

Это не так для иона C +4 в треугольной координации с О -2 . Здесь, напр. = 4/3 (C имеет заряд +4 и координируется 3 атомами кислорода). Таким образом, по 3 кислорода каждый вносят 4/3 заряда в ион углерода, а заряд углерода составляет сбалансированный. Но у каждого Oxygen все еще есть 2/3 заряда, который он не использовал. Таким образом, образуется карбонатная структурная группа — СО 3 -2 . В подобных случаях, когда электростатическая валентность больше 1/2 заряд на анионе (4/3 > 1/2*2), анион будет сильнее связан с центральным координирующим катионом, чем он может быть связан с другим структурные группы. Когда это происходит, связь считается равной 9.0022 анизодесмический .

Третий случай возникает, когда э.в. достигает катиона ровно 1/2 заряд на анионе. Это относится к Si +4 в тетраэдрическая координация с O -2 . Здесь э.в. достижения Si составляет 4/4 =1. Это оставляет каждый кислород с зарядом -1. что не поделился. Так как это -1 ровно 1/2 оригинала заряд на О -2 Кислород в SiO 4 -4 группа может быть так же прочно связана с ионами вне группы, как и с центрально-координированный Si. В этом случае связь называется мезодесмической . Группа SiO 4 -4 является основным строительным блоком самые распространенные минералы в земной коре, силикаты.

Правило 3 Общие ребра и особенно грани двух анионных полиэдров в кристаллическая структура снижает его стабильность.

Причина этого в том, что совместное использование только углов многогранников размещает положительно заряженные катионы на наибольшем расстоянии от каждого другой. В показанном здесь примере для тетраэдрической координации, если расстояние между катионами в многогранниках, имеющих общие вершины, равно принимается равным 1, то общие ребра уменьшают расстояние до 0,58, а совместное использование граней уменьшает расстояние до 0,38.

Правило 4 В кристаллической структуре, содержащей несколько катионов, катионы с высоким валентность и малое координационное число имеют тенденцию , а не   делить многогранные элементы. Совместное использование полиэдрических элементов для катионов высокого заряда катионы расположены достаточно близко друг к другу, чтобы они могли отталкивать друг друга. Таким образом, если они не имеют общих многогранных элементов, они могут быть лучше защищены от влияние других положительных зарядов в кристаллической структуре. Правила с 1 по 4 максимизируют катион-анионное притяжение и минимизируют анион-анионное и катион-катионное отталкивание. Правило 5, Принцип экономии Количество различных компонентов в кристалле стремится быть маленьким. Это означает, что существует всего несколько различных типов катионов и анионные узлы в кристалле. Даже если кристалл может иметь тетраэдрический узлы, октаэдрические узлы и кубические узлы, большинство кристаллов будут ограничены это небольшое количество сайтов, хотя разные элементы могут занимать одинаковые места. В следующий раз мы увидим, как эти принципы относятся к силикатным минералам.

Примеры вопросов по данному материалу, которые можно задать на экзамене Определите: (а) координационное число, (б) октаэдрическую координацию, (в) тетраэдрическую координацию, (г) треугольную координацию, (д) ​​электростатическую валентность, (е) изодесмическую, (ж) анизодесмическую, (з) мезодесмическую . Объясните, какие факторы влияют на размер ионов и почему. Почему анионы обычно крупнее катионов? Объясните пять правил Полинга простыми словами и объясните, почему они важны. Вернуться на страницу EENS 2110

 

 

Кварц | Общие минералы

Общие минералы

Свойства кварца

Химический состав	SiO2 – диоксид кремния
Цвет	Обычно прозрачный или белый, но незначительные примеси могут создавать различные цвета. Кристаллы чаще всего представляют собой шестиугольные призмы, чьи пирамидальные концы часто выстилают поверхности открытых пустот. Скрытокристаллические разновидности чаще всего бывают массивными.
Декольте	Не имеет спайности, хотя грани кристалла могут быть ошибочно приняты за плоскости спайности. Раковистый излом характерен как для макрокристаллических, так и для скрытокристаллических разновидностей кварца.
Твердость	7 (очень твердый)
Удельный вес	2,6–2,65 (от макрокристаллических до микрокристаллических разновидностей)
Блеск	Кристаллы стекловидные (стекловидные), форма массивная матовая или восковидная.
Полоса	Белый

Обычно путают с…

Знаете ли вы…

Кварц был минералом, на котором основывался каменный век. За немногими исключениями, большинство ранних каменных орудий делались из кварца. Обнажения кварца, подходящие для изготовления инструментов, были целью некоторых из самых ранних известных горнодобывающих предприятий, и добытый кварц продавался на огромные расстояния еще до того, как люди начали создавать сельскохозяйственные общества.

Даже в нашем современном мире кварц является одним из наиболее широко используемых минералов, хотя мало кто знает о его многочисленных преимуществах. Одним из наиболее распространенных его применений является также то, что он наиболее прозрачен, поскольку кварц является источником большинства стекол нашего общества — от оконных стекол и хрустальных кубков до очков и витражей соборов. Кварц является одним из наиболее распространенных минералов, поскольку он химически и физически стабилен в условиях поверхности Земли. Он является важным компонентом гидротермальных жил и кислых магматических пород и часто является доминирующим минералом в песчаниках и алевролитах, а также в их метаморфизованных эквивалентах.
Кварц встречается в широком диапазоне разновидностей под сбивающим с толку набором неофициальных названий, таких как яшма, кремень, тигровый глаз, аметист, цитрин, халцедон, оникс, опал и агат. Из-за их обилия разновидности кварца часто подразделяются на неформальные группы. Одним из наиболее распространенных подразделений является «черт», термин, используемый для обозначения всех разновидностей кварца, кристаллы которых слишком малы, чтобы их можно было увидеть без микроскопа. В этом случае «черт» — это просто подмножество «кварца».

Описание и идентификационные характеристики

Несмотря на изменчивый внешний вид, твердость кварца (больше, чем у стекла или большинства металлов) и отсутствие спайности позволяют относительно легко отличить его от других минералов. Древние греки называли кварц «кристаллос», что означает «лед», отражение чистоты прозрачных кристаллов кварца. Хотя большинство кристаллов кварца прозрачны и бесцветны, небольшие химические примеси создают ряд цветовых оттенков, некоторые из которых настолько распространены, что имеют собственные названия. Полупрозрачные фиолетовые кристаллы называют аметистом, который считается камнем февраля. Полупрозрачный кварц от розового до красноватого цвета известен как розовый кварц, а полупрозрачные серые и мутно-белые кристаллы соответственно называются дымчатым кварцем и молочным кварцем. Аналогичным образом кварц, состоящий из микроскопических кристаллов (черт), может иметь самые разные цвета. Наиболее распространенными кремневыми оттенками являются кремень (от темно-серого до черного), яшма (от красного до красно-коричневого) и оникс (смешанный белый и черный). Агат — еще одна разновидность кремня, которая имеет отчетливые цветные полосы, которые образовались, когда химический состав флюидов, проходящих через вмещающую породу, слегка изменился.

На нашей Земле: Геологическое значение кварца

Кварц является обычным компонентом богатых кремнеземом магматических пород, составляющих до 25% объема гранитов. Встречается также в гидротермальных жилах и пегматитах. Поскольку кварц относительно стабилен при поверхностных температурах и давлениях, он может концентрироваться в результате процессов выветривания, чтобы быть даже более распространенным в осадочных породах, чем в магматических породах. Зерна кварцевого песка являются важным компонентом большинства песчаников и алевролитов, а некоторые обломочные осадочные породы почти полностью состоят из зерен кварца. В результате метаморфизма этих осадочных пород образуется кварцит, метаморфическая порода, почти полностью состоящая из кварца.

Стабильность кварца даже в суровых химических условиях была продемонстрирована некоторыми динозаврами, которые глотали камни, чтобы помочь пищеварению наземных растений. Эти камни желудка, называемые гастролитами, почти всегда состоят исключительно из кварца. Другие камни, которые динозавр, возможно, проглотил, разрушились в водовороте сильных желудочных кислот, оставив только кварцевые камни, чтобы выжить в качестве рабочих гастролитов.

Несмотря на то, что кварц является химически стойким, он плохо растворим, поэтому большинство природных вод содержат некоторое количество растворенного кремнезема, который может осаждаться в виде кварца. Следовательно, кварц является обычным минералом, заполняющим прожилки и полости в горных породах, через которые двигались богатые кремнеземом воды. Некоторые микроскопические морские планктоны, такие как диатомовые водоросли и радиолярии, используют растворенный в морской воде кремнезем для создания раковин из кварца. Они могут накапливаться на морском дне, особенно в глубоководных районах. Под очень высоким давлением вода может довольно легко растворить кальцитовые и арагонитовые оболочки, в то время как менее растворимые кварцевые оболочки остаются для образования богатых кварцем отложений. Микроскопические кристаллы кварца часто образуют пласты кремней и конкреции, когда богатые кремнеземом грунтовые воды проходят через различные осадочные и метаморфические породы. Кремень, осажденный из грунтовых вод, богатых кремнеземом, также может заменить кость и древесину, присутствующие в отложениях и осадочных породах, часто даже сохраняя первоначальную клеточную структуру материалов. Этот процесс является источником «окаменевшей» древесины.

Поскольку кварц встречается в самых разных геологических условиях, он может быть связан с множеством различных минералов. В магматических породах и пегматитах кварц обычно встречается с калиевыми полевыми шпатами, мусковитом, биотитом и амфиболами. В осадочных породах или метаморфизованных осадочных породах кварц может быть связан с калиевым полевым шпатом, кальцитом, доломитом или различными глинистыми минералами.

В нашем обществе: экономическое значение кварца

Так много разновидностей кварца сыграли столь важную роль в человеческом обществе, что распутать паутину названий и терминов сложно. Слово «кварц», по-видимому, произошло из немецкого или саксонского языков, но значение этого термина неизвестно.

В самом раннем человеческом опыте микрокристаллические разновидности кварца сыграли беспрецедентную роль в том, чтобы направить наших предков на путь, ведущий к современной цивилизации. Многие разновидности кремня были одними из первых материалов, помимо дерева и кости, из которых изготавливали инструменты. При ударе по куску кремня он может сломаться с раковистым изломом, образовав острую кромку. Ранние люди научились работать с кремнем, систематически ломая его для создания инструментов. Сейчас, когда им уже миллионы лет, некоторые из этих инструментов до сих пор имеют удивительно острые края, что свидетельствует о стабильности кварца. Позже люди научились обрабатывать и обсидиан (вулканическое стекло), но даже в эпоху неолита большинство каменных орудий делалось из кремня.

Его использование в нашем современном мире почти столь же распространено. Несмотря на то, что стекло является одним из самых известных продуктов, в нашем обществе кварц используется в самых разных областях. В больших количествах используется в качестве флюса в металлургии, а также в качестве абразива и наполнителя в огнеупорах. Из плавленого кварца изготавливают тигли, предназначенные для работы при высоких температурах, а чистые кварцевые пески применяют также в производстве стекла и стеклокерамики. Богатые кварцем породы, такие как кварцит и кварцевый песчаник, часто используются в качестве строительных камней, а некоторые разновидности цветного кварца используются в качестве декоративных и полудрагоценных камней. Однако по объему основная часть всего коммерчески добываемого кварца используется в строительной отрасли в качестве заполнителя для бетона и в качестве песка в строительных растворах и цементе. В результате значительная часть нашей современной инфраструктуры, от зданий до дорог, построена из кварца.

Из-за своей физической прочности молотый кварц используется в качестве абразива при резке камня, пескоструйной обработке и чистке мыла. Поскольку он химически стабилен, дробленые фрагменты кварцита часто используются в качестве балласта (мелкоизмельченные фрагменты горных пород) вдоль железнодорожных путей и обочин автомобильных дорог. Чистый мелкий кварцевый песок также используется в системах очистки воды в качестве фильтра, поскольку он не вступает в реакцию с водой, а поры между песчинками достаточно малы, чтобы отфильтровывать многие примеси. Многие виды морского планктона, называемые диатомовыми водорослями, строят свои раковины из кварца. Когда эти микроскопические организмы умирают, они опускаются, чтобы покрыть глубокое морское дно слоями пористых панцирей диатомовых водорослей. Древние глубоководные отложения диатомовых водорослей, обнаженные в настоящее время на поверхности Земли, называются диатомовой землей. Диатомовая земля имеет несколько необычных применений. Он используется для фильтрации некоторых из лучших вин и в качестве абразивной части зубной пасты. Поскольку он состоит из кварца, его раковины тверже, чем минералы апатита и кальцита, из которых состоят наши зубы. Когда вы полируете зубы, вы на самом деле шлифуете поверхность очень мелким абразивом, часто панцирем давно умершего планктона.

Одним из наиболее интересных свойств некоторых кристаллов чистого кварца является то, что они пьезоэлектрические. Это означает, что когда на них оказывается давление, кристалл производит электрическое напряжение. Эта характеристика позволяет использовать кристаллы кварца для измерения давления или управления частотой электрических импульсов, что привело к их использованию в радиосистемах и часах.

Кварцевые жилы также являются важными вмещающими породами для золота и других драгоценных металлов и были целью многих горнодобывающих предприятий. Однако с исторической точки зрения наиболее важным применением кварца могло быть разжигание огня. Когда кремень ударяется о железо, он дает относительно долгоживущую искру. С доисторических времен это было одним из самых надежных и распространенных средств разведения огня до появления спичек и было основным стреляющим механизмом кремневых мушкетов колониальной эпохи.

Поскольку кварц твердый и бывает разных цветов, кремнистые формы кварца часто используются в качестве драгоценных камней. Яшма, тигровый глаз, аметист и цитрин — все это разновидности кремня, используемые в качестве драгоценных камней для ювелирных изделий. Оникс — это название, используемое как для полосчатой ​​разновидности кварца, так и для полосчатой ​​разновидности кальцита, поэтому не смущайтесь двойным использованием этого термина. Оба вида оникса используются в качестве декоративного камня, но различаются по назначению. Кальцитовый оникс намного мягче, чем кварцевый оникс, и его легче вырезать, поэтому он используется для большинства изделий из оникса. Кварцевый оникс, поскольку он тверже, чаще используется для изготовления украшений и других предметов, которые должны выдерживать большие нагрузки и износ.

Опал — хорошо известный драгоценный камень, который часто ошибочно принимают за разновидность мелкокристаллического кварца (кремня). Как и кварц, он состоит в основном из SiO2, но с добавлением воды [SiO2-(h30)n]. Технически опал — это не настоящий минерал, а нечто, называемое минералоидом. Минералоиды представляют собой аморфные твердые тела, что означает, что они не имеют установленной кристаллической структуры. Чтобы быть настоящим минералом, твердое тело должно иметь кристаллическую структуру. Опал встречается в виде материала, заполняющего прожилки или пустоты в горных породах, через которые прошли богатые кремнеземом воды. Существуют и другие минералы, помимо кварца, которые также состоят исключительно из диоксида кремния (SiO2), но большинство из них стабильны только при высоком давлении или температуре, поэтому они редко встречаются на поверхности Земли. Хотя технически опал не является ни разновидностью кварца, ни даже настоящим минералом, в ювелирной торговле он часто считается и тем, и другим.

В нашем будущем: последствия использования кварца для окружающей среды

Хотя кварц химически стабилен и нетоксичен, как и любые мелкие частицы кварцевой пыли, может быть опасен при вдыхании. Строители, использующие пескоструйное оборудование, или даже любители домашнего ремонта, работающие с цементной пылью, должны использовать маски хорошего качества, чтобы избежать вдыхания переносимой по воздуху кварцевой пыли.

Кварц на Верхнем Среднем Западе

Кварц — очень распространенный минерал, который можно собирать в половине округов Миннесоты и Висконсина. Наиболее известными проявлениями макроскопического кварца являются палеозойские песчаники, покрывающие большую часть региона. Одним из самых чистых кварцевых песков в мире является песчаник Святого Петра, который покрывает части юго-восточной Миннесоты и южной части Висконсина. Среди его многочисленных применений обнажения песчаника Святого Петра в районе городов-побратимов когда-то были источником большей части автомобильного стекла, используемого в автомобилях Ford Motor Company. Агат озера Верхнее, вероятно, является самым известным региональным месторождением кремня (кварца, состоящего из микроскопических кристаллов). Эти агатовые массы возникли в результате осаждения кремнезема из жидкостей для заполнения пор в потоках древней вулканической лавы вдоль северной границы между Миннесотой и Висконсином. По мере выветривания лавовой породы более химически стойкие кварцевые наполнители высвобождались, чтобы кататься по гравийным пляжам Верхнего озера в виде агата.

Кварцевая галерея

Часто путают с…

На первый взгляд прозрачные кристаллы кварца могут показаться похожими на ряд других полупрозрачных кристаллических минералов, но обычно их можно отличить по твердости и отсутствию спайности.

Кальцит:

Кальцит может встречаться в полупрозрачных массах, имитирующих внешний вид кварца, но эти два минерала легко отличить по их твердости и тому факту, что кальцит легко вступает в реакцию с разбавленными кислотами. Кварц намного тверже кальцита и, в отличие от кальцита, не может быть поцарапан большинством металлических инструментов. Кварц также не имеет спайности, в то время как кальцит обладает отличной спайностью по трем направлениям.