Khoáng vật sét là chất phyllosilicat của nhôm, đôi khi có nhiều tạp chất khác nhau của kim loại sắt, magiê, kiềm và kiềm, cũng như các cation khác được tìm thấy trên hoặc gần một số bề mặt hành tinh.
Chúng được hình thành trong sự hiện diện của nước, và một khi chúng rất quan trọng cho sự xuất hiện của sự sống, bởi vì nhiều lý thuyết về sự sinh sản có tính đến vai trò của chúng trong quá trình này. Chúng là thành phần quan trọng của đất và có lợi cho con người từ thời cổ đại trong nông nghiệp và sản xuất.
Giáo dục
Đất sét tạo thành các tấm lục giác phẳng tương tự như mica. Khoáng vật sét là sản phẩm phong hóa phổ biến (bao gồm phong hóa fenspat) và các sản phẩm nhiệt độ thấp của sự thay đổi thủy nhiệt. Chúng rất phổ biến trong đất, trong các loại đá trầm tích hạt mịn như đá phiến, đá bùn và đá silit, cũng như trong đá phiến biến chất hạt mịn và phyllit.
Đặc điểm
Khoáng sản đất sét, như một quy luật (nhưng không nhất thiết), là hạt siêu mịn. Người ta thường tin rằng chúng có kích thước nhỏ hơn 2 micromet trong phân loại tiêu chuẩn của kích thước hạt, vì vậy các phương pháp phân tích đặc biệt có thể được yêu cầu để xác định và nghiên cứu chúng. Chúng bao gồm nhiễu xạ tia X, phương pháp nhiễu xạ electron, các phương pháp phổ khác nhau như quang phổ Mössbauer, quang phổ hồng ngoại, quang phổ Raman và SEM-EDS hoặc các quy trình khai thác khoáng tự động. Những phương pháp này có thể được bổ sung bằng kính hiển vi ánh sáng phân cực, một kỹ thuật truyền thống thiết lập các hiện tượng cơ bản hoặc các mối quan hệ tự nhiên.
Phân phối
Do nhu cầu về nước, khoáng sét là tương đối hiếm trong hệ mặt trời, mặc dù chúng phổ biến trên Trái đất, nơi nước tương tác với các khoáng chất và chất hữu cơ khác. Chúng cũng đã được phát hiện ở một số nơi trên Sao Hỏa. Quang phổ học đã xác nhận sự hiện diện của chúng trên các tiểu hành tinh và hành tinh, bao gồm cả hành tinh lùn Ceres và Tempel 1, cũng như mặt trăng của Sao Mộc Châu Âu.
Phân loại
Các khoáng sét chính được bao gồm trong các cụm sau:
- Nhóm kaolin, bao gồm các khoáng chất kaolinite, dikkit, halloysite và nakrit (đa hình Al2Si2O5 (OH) 4). Một số nguồn bao gồm nhóm kaolinite-serpentine do sự tương đồng về cấu trúc (Bailey 1980).
- Một nhóm smectite bao gồm các smitit dioctah thờ, chẳng hạn như montmorillonite, nontronite và beid Vệ, và các smitit trioctah thờ, ví dụ, saponite. Vào năm 2013, các thử nghiệm phân tích của nhà thám hiểm Curiosity đã tìm thấy kết quả phù hợp với sự hiện diện của khoáng sét sét trên hành tinh sao Hỏa.
- Nhóm Illite, bao gồm mica đất sét. Illit là khoáng sản phổ biến duy nhất của nhóm này.
- Nhóm chlorite bao gồm một loạt các khoáng chất tương tự với sự biến đổi hóa học đáng kể.
Loài khác
Có các loại khoáng chất khác như sepiolite hoặc attapulgite, đất sét có kênh nước dài, cấu trúc bên trong. Các biến thể đất sét lớp hỗn hợp có liên quan đến hầu hết các nhóm trên. Đặt hàng được mô tả là đặt hàng ngẫu nhiên hoặc thường xuyên và được mô tả thêm bằng thuật ngữ của Re Reweweit, trong tiếng Đức có nghĩa là phạm vi phạm vi của phạm vi hoặc phạm vi bảo hiểm. Các bài báo văn học trích dẫn, ví dụ, R1 illite-smectite. Loại này được bao gồm trong danh mục ISISIS. R0, mặt khác, mô tả thứ tự ngẫu nhiên. Ngoài chúng, người ta cũng có thể tìm thấy các loại đặt hàng mở rộng khác (R3, v.v.). Đất sét trộn khoáng sét, là loại hoàn hảo của R1, thường có tên riêng. Clorit-smectite theo thứ tự R1 được gọi là Corrensite, R1-illite-smectite-rectorite.
Nghiên cứu lịch sử
Kiến thức về bản chất của đất sét trở nên dễ hiểu hơn vào những năm 1930 với sự phát triển của các công nghệ nhiễu xạ tia X cần thiết cho việc phân tích bản chất phân tử của các hạt đất sét. Tiêu chuẩn hóa thuật ngữ cũng xuất hiện trong giai đoạn này với sự chú ý đặc biệt đến các từ tương tự, dẫn đến sự nhầm lẫn, chẳng hạn như một tờ và mặt phẳng.
Giống như tất cả các phyllosilicates, khoáng sét được đặc trưng bởi các tầng hai chiều của tứ diện SiO4 góc và / hoặc bát diện AlO4. Các khối tấm có thành phần hóa học (Al, Si) 3O4. Mỗi tứ diện silicon chia sẻ 3 nguyên tử oxy đỉnh của nó với các tứ diện khác, tạo thành một mạng lục giác theo hai chiều. Đỉnh thứ tư không được chia sẻ với một tứ diện khác và tất cả các tứ diện "điểm" theo cùng một hướng. Tất cả các đỉnh không tách rời nằm ở một bên của tờ.
Cấu trúc
Trong đất sét, các tấm tứ diện luôn được liên kết với các tấm bát diện được hình thành từ các cation nhỏ, chẳng hạn như nhôm hoặc magiê, và được phối hợp bởi sáu nguyên tử oxy. Đỉnh không có hình dạng của tấm tứ diện cũng tạo thành một phần của một mặt của bát diện, nhưng một nguyên tử oxy bổ sung được đặt phía trên khoảng trống trong tấm tứ diện ở trung tâm của sáu khối tứ diện. Nguyên tử oxy này được liên kết với một nguyên tử hydro tạo thành một nhóm OH trong cấu trúc đất sét.
Đất sét có thể được chia thành các loại tùy thuộc vào phương pháp đóng gói các tấm tứ diện và bát diện theo lớp. Nếu trong mỗi lớp chỉ có một khối tứ diện và một nhóm bát diện thì nó thuộc về loại 1: 1. Một thay thế, được gọi là đất sét 2: 1, có hai tấm tứ diện với một đỉnh không phân chia của mỗi cái, hướng vào nhau và tạo thành mỗi bên của tấm bát giác.
Sự kết nối giữa các tấm tứ diện và bát diện đòi hỏi rằng tấm tứ diện trở nên gấp nếp hoặc xoắn, gây ra sự biến dạng ditrigonal của ma trận lục giác, và tấm bát diện được căn chỉnh. Điều này giảm thiểu biến dạng hóa trị tổng thể của tinh thể.
Tùy thuộc vào thành phần của các tấm tứ diện và bát diện, lớp sẽ không có điện tích hoặc sẽ có âm. Nếu các lớp được sạc, điện tích này được cân bằng bởi các cation xen kẽ, chẳng hạn như Na + hoặc K +. Trong mỗi trường hợp, lớp trung gian cũng có thể chứa nước. Cấu trúc tinh thể được hình thành từ một chồng các lớp nằm giữa các lớp khác.
"Hóa học đất sét"
Vì hầu hết đất sét được làm từ khoáng chất, chúng có tính tương thích sinh học cao và tính chất sinh học thú vị. Do hình dạng của đĩa và bề mặt tích điện, đất sét tương tác với một số đại phân tử của các chất như protein, polyme, DNA, v.v. Một số cách sử dụng đất sét bao gồm phân phối thuốc, kỹ thuật mô và in sinh học.
Hóa học đất sét là một môn học ứng dụng của hóa học nghiên cứu các cấu trúc hóa học, tính chất và phản ứng của đất sét, cũng như cấu trúc và tính chất của khoáng sét. Đây là một lĩnh vực liên ngành, bao gồm các khái niệm và kiến thức từ hóa học vô cơ và cấu trúc, hóa học vật lý, hóa học vật liệu, hóa học phân tích, hóa học hữu cơ, khoáng vật học, địa chất và các ngành khác.
Nghiên cứu về hóa học (và vật lý) của đất sét và cấu trúc của khoáng sét có tầm quan trọng lớn về mặt học thuật và công nghiệp, vì chúng là một trong những khoáng chất công nghiệp được sử dụng rộng rãi nhất làm nguyên liệu (gốm sứ, v.v.), chất hấp phụ, chất xúc tác, v.v.
