ҒЫЛЫМИ ЖҰМЫС Тақырыбы: Табиғаттағы силикаттардың алатын орны

175

 

 ҒЫЛЫМИ   ЖҰМЫС

Тақырыбы:

Табиғаттағы силикаттардың алатын орны

 

 

Секция:  ХИМИЯ

 

Ғылыми жетекшісі:  Сахова К.Б

 

Жоспар:

І. Кіріспе

Химиялық технология

ІІ. Негізгі бөлім

  1. Кремний қосылыстары
    • Минералдарды топтарға бөлу.
      • Химиялық тұздар әдісінің негізі.
      • Силикаттaрды кристалдық ішкі құрылысы бойынша топтaудың негізі.
  1. Табиғаттағы силикаттар
  2. Алюмосиликаттар

 

ІІІ. Қорытынды.

 

 

 

 

І. Кіріспе

Болашақта білікті мамандары өсіп жетілген мемлекеттер ғана өркениеттің алдыңғы қатарынан көрінеді. Өркениетті мемлекеттер, ең алдымен, ғылым мен экономиканың, мәдениеттің дамуымен ерекшеленеді.

Президентіміз Н.Ә.Назарбаев бәсекеге қабілетті экономика, адам ресурстарын дамытуды, мемлекеттік бәсекелестік қабілетін арттыруды өз Жолдауында өзекті міндеттеріміз деп айқындап бергеніндей, академик Әбдімәлік Нысанбаевтың: “Қазақстанның экономикалық дамуының қуатты қарқыны таяу болашақта еліміздегі адам ресурстарының тапшылығын ең бір өзекті мәселеге айналдыруы мүмкін. Сондықтан біз отандастарымыздың санын да, сапасын да күрт дамыту ісін қолға алуға мәжбүрміз”,- деп атап көрсетті. Адам баласына шын мәнінде білімді болуы үшін үш қасиет: жан-жақты білім, ойлауға дағдыланғандығы және сезім дарқандығы қажет. Біз – жастар өн бойымызға осы қасиеттерді сіңіріп, жаңашыл үрдіспен еңбек ететін болсақ, бәсекеге қабілетті тұлға боларымыз анық. Сол себепті өзің ұнататын бағытта және тақырыпта жетекшіңмен біріге отырып, түрлі бағытта зерттеу жұмыстарын жүргізудің орны ерекше. Мен химия пәнінен силикаттардың қаншалықты сан алуан түрде табиғатта таралғандығын білгім келіп, оның адамзат үшін ролі қандай екенін анықтау мақсатында «Табиғаттағы силикаттардың алатын орты» атты тақырыптың өзектілігін айқындағым келді.

Ғылым, техника, мәдениет және білім дамуының өзара байланыстылығы мен өзара сабақтастығы химиялық сипатта екендігін ескере отырып, жүргізген теориялық зерттеулеріміз қорытындылары болашақ химия пәніне қызығып, силикаттардың табиғаттағы таралуы мен ролі жайлы тереңірек білгісі келген жастарға маңыздылығы өте жоғары екендігі айқындалды.

Зерттеудің мақсаты – табиғатта силикаттар қасиеттерінің ұқсастығы мен айырмашылықтарын зерттей келе олардың сан алуан түрде кездесуін,  адамзат өмірінде алатын орнын айқындау, қорытындысын шығару.            

 

 

 

 

 

 

Химиялық технология

Химиялық технология — табиғи шикізаттарды (көмірмұнайтабиғи газағаш, тағы басқа) химиялық жолдар арқылы тұтыну мүліктеріне және өндіріс құралдарына айналдырудың экономикалық тиімді әдістері мен процестері жайындағы ғылым.

Зерттейтін объектілері бойынша химиялық технология екіге бөлінеді:

  • бейорганикалық(қышқылдарсілтілерсодасиликатты материалдар,  минералды  тыңайтқыштартұздар, т.б.)
  • органикалық(жасанды каучукпластмассаларспирттерорганикалық қышқылдарбояғыш заттардәрі-дәрмек, т.б.) заттар технологиясы.

Механикалық технология  заттардың сырт пішінін,  физикалық қасиеттерін  өзгерту әдістерін зерттесе, химиялық технология заттардың құрамы мен құрылысын өзгертудің химиялық жолдарын қарастырады. Химиялық технологияның басты мақсаты — өндірістік процестердің физикалық-химиялық жағдайын зерттеу, технологиялық процестердің сұлбасын жасау, аппараттар мен приборлардың құралымын анықтау және оларды дайындайтын материалдар іздестіру.

Жаңадан жасалған технологиялық процестер  ғылым  мен  техниканың соңғы жетістіктеріне негізделген, экономикалық жағынан тиімді қажетті технолиялық процестердің техникалық және экономикалық тиімділігін сипаттайтын негізгі көрсеткіштеріне: өнім бірлігін өндіруге жұмсалатын шикізат пен энергия мөлшері, өнімнің шығыны мен сапасы, еңбек өнімділігі, процестің өндіру қарқыны, өндірісті іске қосуға жұмсалатын қаражат, өнім құны, т.б. жатады. Химиялық технология әдістері химия, металлургия, құрылыс материалдары мен силикаттар, тері, тамақ, тоқыма, т.б. өнеркәсіп салаларында пайдаланылады[6].

 

 

 

 

 

 

 

 

ІІ. Негізгі бөлім

  1. Кремний қосылыстары

Кремний қосылыстары –  кремний элементі түзетін тұрақты  химиялық  қосылыстар. Кремний қосылыстары негізінен, 4  валентті, 2 валентті қосылыстары сирек кездеседі. Кремнийдің негізгі қосылысы – кремний (ІV) оксиді суда ерімейді және онымен әрекеттеспейді.

Кремний қышқылдарының тұздарын силикаттар деп атайды. Жер қыртысы, негізінен, кремний оксиді мен әр түрлі силикаттардан тұрады. Табиғи силикаттардың құрамы мен құрылысы күрделі болады. Табиғи силикаттарға: дала шпаттары, слюда, асбест, каолинит, т.б. жатады. Құрамында алюминий оксиді (Al2O3) бар силикаттарды алюмосиликаттар деп атайды.

Жасанды силикаттардың ішінде шыны, цемент  және  керамиканың  маңызы  зор. Шыныға қарағанда беріктігі жоғары шыны кристалды материал – ситал алу игерілген. Одан электр оқшаулағыш, ыдыс, т.б. жасалады. Кремнийді металмен қосып қыздырғанда силицидтер түзеді. Силицидке тұз қышқылымен әсер еткенде кремнийдің сутекті қосылысы – силан – SіH4 алынады. Силан – ауада өздігінен тұтанатын, ұнамсыз иісі бар улы газ. Кремнийдің көміртекпен қосылысы кремний карбиді (SіC) деп аталады. Ол таза түрінде түссіз, кристалдық қатты зат. Қаттылығы алмастан ғана кем. Жоғары температурада ғана кейбір тотықтырғыштардың әсерінен ыдырайды. Оны электр пешінде кварц құмын кокспен  2000 – 22000С-та  тотықсыздандыру арқылы алады. Кремний-органикалық қосылыстар – молекулаларында басқа элементтермен қатар кремний – көміртек байланысы бар химиялық  қосылыстар.  Кремний-органикалық  қосылыстар кіші молекулалы және үлкен молекулалы болып екіге бөлінеді. Кіші молекулалы қосылыстарға – алкил (арил) силандар, алкил (арил) галогенсиландар, алкил (арил) алоксисиландар, алкил (арил) гидроксиландар жатады. Үлкен  молекулалы  кремний-органикалық қосылыстарға  сұйық полиорганосилоксанполиорганосилоксанды шайырлар  және  полиорганосилоксанды эластомерлер жатады. Ортокремний қышқылының эфирлері және галогенэфирлер де маңызды кремний-органикалық   қосылыстар болып табылады. Кремний қосылыстары  құрылыс материалы ретінде, шыны өнеркәсібінде,  техникада,  қола,  қалайы, шойын  өңдеуде қолданылады.

Кремний – металл емес, яғни бейметалл (металлоид) және көміртектің ұқсасы (аналогы); негізінен қосылытарында -4; 0; +4 тотығу дәрежесін байқатады.  Бұл элемент қалыпты жағдайда едәуір тұрақты,бұл оның кристалдық торының құрылысы беріктігімен байланысты.

Кремний тіпті азот қышқылында да ерімейді, өйткені оның беттік ауданы тығыз оксидтік жұқа қабатпен   жабындылады да ол реакцияға кедергі жасайды. Әйтседе, ол азот және балқытқыш қышқылдар қоспасымен әрекеттеседі, өйткені фторсутекті қышқыл бұл қорғаушы қабаттың өзін ерітеді:

Кремний концентрленген сілті ерітінділерінде жеңіл ериді де кремний қышқылдарының тұздарын түзеді:

Тікелей  қалыпты температурада  ол тек фтормен ғана әрекеттеседі:

Фторлы кремний  — өткір иісті түссіз газ, оны кремнийдің  фторлы сутекпен әрекеттесуі кезінде алуға болады:

Немесе кремнеземге балқытқыш қышқылмен әрекет еткенде:

Немесе концентрленген күкірт қышқылымен балқытқыш шпат пен құмды әлсіз қыздырғанда:

Ауада  күшті түтінденеді, өйткені ол су буларымен әрекеттеседі:

Алынатын фторсутекті қышқыл әлі ыдырамаған  қосылып, кремний фторсутекті қышқылды  түзеді. Бұл екінегізді өте күшті қышқыл (күші бойынша  жуық), су ерітіндісінде тұрқты. Оны металдардың оксидтері мен гидроксидтері бейтараптайды да фторсиликаттарды түзеді:

Сілтілік металдардың (аммоний мен литийден басқалардың) фторсиликаттары суда айтарлықтай қиын ериді.

 

Хлорлы кремний  — ол түссіз ұшқыш сұйықтық. Оны 400-600   температура кезіндегі құрғақ хлормен кремнийдің реакциясы нәтижесінде алады:

Немесе  құрғақ хлор ағымында аморфты кремнеземді қыздырғанда:

Хлорлы кремний жеңіл гидролизденеді де кремний қышқылы мен хлорлы сутекті түзеді:

аммиакпен қою түтін береді, мұны түтіннен қорғанышперде жасау үшін пайдаланады.

Кремний карбиді немесе карборунд, түссіз кристалдық зат; құм және кокс қоспасынан электрлік пеште алады:

Карборундте критсталдық тор болады,ондағы кремнийдің әрбір атомы көміртектің төрт атомымен қоршалған, және керісінше. Атомдар арсындағы ковалентті байланыстар өте берік. Сондықтан карборунд қаттылығы бойынша алмазға жақын. Карборунд қышқылдармен әрекеттеспейді бірақ сілтілермен бірге балқытқанда кремнийт және көмір қышқылдарының тұздарын түзе отырып, бұзылады:

азот пен  атмосферада  жоғары қыздырғанда ыдырайды да графитті түзеді.ремний карбидін техникада әртүрлі қайрақ тастарды дайындау үшін пайдаланылады. Кремнийдің тотықсыздандырғыш қасиеттерін металдардың оксидтерінен кейбір металдарды алу үшін пайдаланылады, мысалы:

Кремний металдармен әрекеттескен кезде тотықтырғыштың рөлін атқарады. Осы тұста силицидтер –металдық жылтырағы бар қатты қосылыстар түзіледі:

Оларды келесі реакцияда да алуға болмақ, мысалы:

Сілтілік және сілтілікжер металдардың силицидтері жеңіл тотығады, гидролизденеді және қышқылдар мен сілтілердің ерітінділерімен әрекеттеседі. Көптеген металдардың силицидтеріне жоғары термотұрақтылық, ылғалға тұрақтылық және химиялық енжарлық (инерттілік) бар. Мысалы, молибденнің силициді барлық белгілі қышқылдарымен және олардың қоспаларымен әрекеттеспейді.

Силикаттар  (лат. sіlex — шақпақ) — кремнийлі қышқылдардың  тұздары. Силикаттардың құрамында [SіO]4 тетраэдрлік иондар немесе тетраэдрлардың бір-бірімен қосылуының нәтижесінде түзілген күрделі иондар болады. Силикаттар — табиғатта кең тараған, жер қыртысы массасының шамамен 3/4 бөлігі мен барлық белгілі минералдардың шамамен 1/3 бөлігін құрайды (дала штаттары, слюдалар, саз, сирек кездесетін берилл, бертрандит, поллуций, циркон, т.б.). Силикаттар — керамика, цемент, әйнек, асбест, содалар, кейбір металдарды алудағы негізгі шикізат;

Химиялық тұздар әдісі бойынша барлық силикаттарды әр түрлі кремний қышқылдарының тұздары деп қарайды. Соған байланысты силикаттарды оттекті кремний тұздарының топтарына беледі[3].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Минералдарды топтарға бөлу.

Минералдарды топтарға бөлу.  Табиғат ғылымдарының қайсысын алсақ та олардың өздеріне тән зерттейтін заттарын реттеп, топтау керек. Мысалы, ботаника, зоология сияқты ғылымдарды алатын болсақ, оларда өсімдіктер мен жануарларды әр түрлі белгілері бойынша бірнеше топтарға, яғни ботаникалық, зоологиялық систематикаларға бөледі. Өсімдіктер мен жануарлардың жүздеген, тіпті, мындаған түрлері бар. Олардың барлығын жеке-жеке сипаттау әрі қиын, әрі мағынасыз, сондықтан олардың арасындағы байланысты, қарым-қатысты, жаратылыс тектестерін тану қажет. Соларды жаратылыс тегіне: аталастығына, тұқымдастығына қарап топтап айыратын болсақ, зор жеңілдік келеді.

Сол сияқты мыңдаған минералдар түрлерін топтарға бөледі. Оны классификация немесе систематика дейді. Минералдарды системаларға бөліп сипаттауды сипаттық немесе систематикалық минералогия дейді.
Минералдарды системаға бөлудің бірнеше түрлі әдісі бар. Өндірістік-экономикалық жағынан топтағанда, оларды, мысалы, химия өндірістерінің шикізат минералдары, қара металлургия мен түсті металлургия  минералдары,  құрылыс материалдары, асыл тастар, қымбатты металдар, ауыл шаруашылығына қолданылатын минерал заттар сияқтандырып бөледі.
Онан кейін минералдарды жаратылыс жағынан, мысалы эндогендік, экзогендік деген екі үлкен системаға бөледі. Сонан кейін олардын, әрқайсысы бірнеше түрлерге бөлінеді. Эндогендік минералдар: магмалық, пегматиттік, пневматолиттік, гидротермалық , оның ішінде гипотерімалық, мезотермалық, эпитермалық т. б.

Экзогендік   минералдар: тұздар, қалдық минералдар, қайталама минералдар, коллоид минералдар, органикалық минерал- дар т. б.
Метаморфтық минералдар да солай бөлінеді: динамометаморфтық, пирометаморфтық , контактылық т. б.

Минералдарды химиялық түрлеріне қарай, яғни химиялық систематикада минералдарды химиялық құрамына қарай топтайды. Минерал дегеннің өзі химиялық бір тектес табиғи қосындылар, ал минералдардың басым көпшілігі кристалдық заттар екенін білеміз. Сол себепті біз минералдарды системаға бөлу негізінде олардың химиялық құрамын қолданамыз. Сонымен қатар, әрбір минералдың сипатын келтіргенде оның қайда қолданылатыны, кені және жаратылысы қоса айтылып отырылады. Минералдар системасының негізі химиялық, қосымша белгілері өңдірістік және жаратылыстық болады.
Химиялық жағынан қарағанда минералдарды органикалык және органикалық емес минералдар деп бөлуге болады[1].

Органикалық   минералдардың барлығы көміртектің қосындылары. Көміртек қосындыларының ішінде органикалық топқа жатпайтын екі түрлі минералдар бар. Оның бірі — карбонаттар, яғни көмір қышқылының тұздары (мысалы, кальцит, доломит т. б.), екіншісі— карбидтер, яғни көміртектің металдармен қосындысы (мысалы, кальций мен кеміртек қосылса кальций карбиды, көміртек пен кремний қосылса карборунд деген қатты зат шығады).
Органикалық минералдардың түрлері де көп болу керек. Бірақ олар әлі күнге дейін зерттеліп талданған жоқ. Оның себебі органикалық қосындылар аса күрделі құрылысты келеді. Тек кейінгі кездерде ғана, минералдардың ішкі кұрылыстарын зерттеудің техникасы жетілумен байланысты, органикалық заттардың түрлерін талдау өркендей бастады. Біз әзірше органикалық қосыпдыларды бір ғана топ ретінде қарастырамыз. Силикаттар аса көп минерал топтарын қамтитын болғандықтан, оларды жеке типке айналдырып, тетраэдрлік қүрылыстарына қарай жіктейміз.

Минералдарды типтерге бөліп, жеке сипаттама бергенде мынадай тәртіп қолданылады, яғни аты, химиялық формуласы, меншікті салмағы, қаттылығы, сингониясы мен сырт формасы, түсі, сызығы, жылтырлығы, сынығы және басқа өзгешеліктері (жымдастығы, қоспағы, магниттігі т. б.), жаратылысы, қолданылуы, кендері ескеріледі. Кристалдық құрылыс әдісі бойынша силикаттарды ішіндегі [SiО4] бөлшектерінің өз ара байланысқан құрылысына қарай бөледі[6].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Химиялық тұздар әдісінің негізі.
  1. Химиялық тұздар әдісінің негізі. Кремний тотығына (кремнеземге) әр түрлі мөлшерде су молекуласы қосылатын болса, соған сәйкес әр түрлі кремний қышқылдары шығады. Сол қышқылдардың тұздары әр түрлі силикат минералдардың топтарын құрайды. Мысалы, судың бір ғана молекуласы қосылса, ол метакремний қышқылы (SiО2+ H2О = H2SiО3) болады. Бұл қышқылдың тұзы  метасиликат деп аталады. Мысалы, волластонит минералы осы метасиликатқа жатады. Өйткені оның химиялық формуласы — CaSiО3 . Егер бір бөлік кремний тотығына екі бөлік су қосылса, ол ортокремний қышқылы (SiО2 + 2H2О = H4SiО4) деп аталады. Бұл қышқылдың тұздары  ортосиликаттар  тобын кұрайды. Мысалы, оливин (Ғ,Mg)2(SiО4) минералы сол ортосиликаттар қатарына жатады.

Егер екі бөлік кремний тотығына үш бөлік су қосылса, ол пирокремний қышқылы (2SiО2 + 3H2О = H6Si2О7 ) деп аталады. Оның тұздары пиросиликат тобын құрайды. Мысалы, тортвейтит (Sc,Y)2 ( Si2O7 ) минералы соған жатады. Бұл айтылғандардан басқа силикаттардың құрамында алюминий тотығы болса, оны алюмосиликаттар тобына жатқызады. Алюмосиликаттардың түрі өте көп және олардың барлығын тұз түріндегі формулаға келтіруге болмайды. Оларды кейде күрделі тотықтардың жиындары ретінде қарауға да тура келеді.

Кейінгі кездегі зерттеулерге қарағанда силикат ішінде алюминий екі түрлі қасиетке ие болады екен. Бір жағдайда ол кремниймен қатар комплексті анион кұрса, екінші жағдайда ол өз алдына тотық құрады. Сондықтан да олардың барлығын бір формула түріне келтіруге болмайды.

Алайда көптеген алюмосиликаттарды тұздар формуласы түріне келтіруге болады. Мысалы, дала шпаттары деп аталатын көптеген алюмосиликаттарды мынадай екі қышқылдың тұзы деп қарауға тура келеді: HAlSi3О8 және H2Al2Si2О8 . Бұл қышқылдарды оңай есте қалдыру үшін алдыңғысын «тақ», кейінгісін «жұп» деп алайық. Өйткені бұл екеуіндегі бірдей санды (8) оттегін былай қойғанда, басқа элементтер «тақ» немесе «жұп» болып келеді. Сонымен қатар «тақ» қышқылдың тұздарында көбінесе тақ (жалғыз) валентті металдар (Na, К, Li,…), ал «жұп» қышқылдың тұздарында кебінесе жүп (екі) валентті металдар (Са, Ва, Mg),…) болады. Сонысына қарай осы тұздарды да «тақ» және «жұп» тұздар деп аталық. «Тақ» тұздардың мысалы мына минералдар: ортоклаз—KAlSi3О8 ,  альбит — NaAlSi3О8, микроклин — (К,Na) AlSi3О8 . «Жұп» тұздың мысалы:  анортит (CaAl2Si2О8 ).

Осы айтылған екі түрлі тұздың өз ара араласуынан тағы бірнеше қорытпа минералдар пайда болады. Мысалы, соның ішінде үздіксіз аралас қорытпа минералдар құраушы альбит пен анортит.

Біз жоғарыда алюмосиликат ішінде алюминийдің екі түрлі жағдайда болатынын айттық. Алюминий кремниймен қатар комплексті анион құрамына кіретін болған жағдайда ғана алюмосиликатты минералдарға жатқызу керек. Олай болмаған күнде, яғни алюминий катион ретінде өз алдына силикат құратып болса, ол басқа бір силикат түріне жатады. Сондықтан бұрынғы алюмосиликат деп жүрген минералдардың көбісін енді оған жатқызбау керек деген пікір айтылып жүр. Бұл пікір шынында да дұрыс. Осыған бір мысал келтірелік. Жоғарыда айтылған анортит минералын ортосиликатқа жатқызып, оның формуласын былай жазуға болады: CaAl2 (SiО4 )2 . Осы ретпен қарағанда анарлар атты минералдар тобы — альмандин Fe3 Al2(SiO4)3 , гроссуляр Са3 АІ2(SіO4 )3 т.б.— түгелдей ортосиликатқа  жатады.

Берилл атты минерал — Ве3Al2 ( SiО3 )6 метасиликатқа жатады. Сонымен, силикаттарды бұрынғыша кремний қышқылдарының, тұздары деп бөлудің жақсы үйлесетін жағы да және дәл келе қоймайтын кемшіліктері де болады. Сондықтан кейінгі кезде силикаттарды кристалдық, ішкі құрылысына қарай топтастыру керек деген пікір туып отыр[4].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Силикаттaрды кристалдық ішкі құрылысы бойынша топтaудың негізі.
  1. Силикаттaрды кристалдық ішкі құрылысы бойынша топтaудың негізі. Кейінгі кезде кристалдардың ішкі құрылыстарын рентгендік әдістермен зерттеу нәтижелеріне қарағанда силикаттар ішінде [SiО4] бөлшегі ерекше орын алады. Бұл бөлшекте кремний ионы ортада болады да, оның айналасында төрт оттек иондары төрт бұрышты тетраэдр формасында орналасады. Бұлтетраэдрдакремний мен оттек иондарының арасы көбінесе тұрақты (1,6 А) және байланысы басқа катиондардан гөрі әлдеқайда берік келеді. Сонымен, барлық силикат атаулыда комплексті анион [SiО4]4 — ең негізгі құрылыстық бөлшек болып табылады. Осы кремний-оттек (қысқаша силот) тетраэдрлерінің өз ара құрылыс түріне қарай силикаттардың да әр түрлі қасиеттері болатыны анықталған.

Басқаша айтқанда силикаттардың барлық физикалық және химиялық қасиеттері силот тетраэдрлерінің бір-бірімен жалғасу түріне (құрылысына) байланысты болатыны байқалған. Мысалы, силот тетраэдрі жеке түрде болса, одан берік жұмыр кристалдар түзіледі. Тетраэдрлер бір сызық бойында тізбектеліп келсе, онан талшықты минералдар пайда болады. Тетраэдрлер жалпақ жазық бойынша қабаттасып тіркесетін болса, онан жұқа қабыршақты слюда сияқты минералдар шығады. Силот тетраэдрлері өз ара тіркескенде де, басқа бөлшектермен жалғасқанда да тек бұрыштары арқылы, яғни оттек иондары арқылы қосылатыны айқын.

Тетраэдрдің өзі оңаша сол қалпында болса, оның оттек ионының саны кремний ионы санынан 4 есе кеп болады. Егер тетраэдрдің төрт бұрышы бірдей ортақ оттек арқылы төрт тетраэдрге жалғасатын болса, онда оттек ионы кремний ионынан 2 есе көп болады, яғни ол кәдімгі кварц (SiCb) кристалына жатады. Сонымен, комплексті анионда О : Si қатысы 4 : 1-ден 2 : 1-ге дейін өзгереді. Осы қатынастың мөлшеріне қарай бұл әдіс силикаттарды химиялық тұздар түрінде қарап әдісіне байланысады. Жоғарыда айтылған «жұп», «тақ» тұздар деген түсініктердің өзі осы тетраэдрлердің «жұп» және «тақ» санына байланысты алынған.

Мұнда жалпы еске ала кететін бір жағдай мынау. Кремниі төрт оң зарядты, оттек екі теріс зарядты, ал төрт оттектің жалпы теріс зарядты саны сегіз болады. Сонда төрт оң, төрт теріс заряд нейтрал түрге айналғанда, төрт теріс заряд артық қалады. Сондықтан силот тетраэдрлер төрт зарядты комплексті анион [SiО4]4 — болып табылады.

Әрбір екі тетраэдр өз ара бір бұрыштары арқылы қосылатын болса, сол бұрыштағы оттек екеуіне ортақ болады да, сол оттегінің заряды нейтрал түрге айналады. Мұнда тек сыртқы алты оттектің алты заряды ғана еркін болады. Демек, мұнда кремнийдің жалпы саны 2, оттектің саны 7, заряд саны 6, яғни [Si2О7 ]6 — болады. Осы сияқты силот тетраэдрлері үштен, төрттен, алтыдан қосақталғанда ион сандары және соған байланысты заряд сандары да өзгеріп отырады[4].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Табиғаттағы силикаттар

Кремний (ІV) оксиді, кремний қышқылының ангидриді, кремнезем, SіO2 – кремнийдің оттекпен тұрақты қосылысы, ақ түсті қатты зат; Қышқылдарға төзімді (балқытқыш қышқылда ғана ериді). Жоғары температурада оттек, хлор, сутек, көміртекпен реакцияға түседі. Табиғатта кристалды және аморфты түрінде кездеседі. Кристалды түрінің ең негізгісі – кварц минералы, оның түссіз мөлдір кристалдары тау хрусталі деп аталады. Тау хрусталі әр түрлі қоспаларға байланысты түрлі-түсті болады. Оның жасылдауы – аметист, күңгірттеуі  топаз  деп аталады. Аморфты кремний (ІV) оксиді табиғатта аз таралған, ол трепел, инфузор топырағы деп аталатын тау жыныстарының құрамында болады. Химиялық қасиеттері бойынша кремний (ІV) оксиді қышқылдық оксидтерге жатады. Қалыпты жағдайда сумен әрекеттеспейді. Қыздырғанда негіздік  оксидтермен,  сілтілермен,  карбонаттармен  әрекеттеседі. Кремний (ІV) оксиді таза кремний және оның қосылыстарын алу үшін  шыны, отқа төзімді бұйымдар жасауда, жасанды силикаттар  дайындауда қолданылады.

Дала шпаттары – қаңқалы силикаттар класының өте көп тараған, тау жынысын түзетін минералдар тобы.  Бүкіл Жер қыртысының 50%-ын құрайды. Дала шпаттарының моноклиндік және триклиндік  сингонияда кристалданады. Кристалдары тақта немесе бағана пішінді. Түсі ақ, қызғылт, сұр, тағы басқа. Қаттылығы 6,0-6,5, меншікті салмағы 2,5-2,8 г/см3, балқу температурасы 1110-1550°С. Дала шпаттары кальций-натрийлі (плагиоклаздар), калий-натрийлі (ортоклаз, микроклин, санидин, тағы басқа) және калий-барийлі болып бөлінеді. Дала шпаттары көптеген тау жыныстарының құрамына кіреді, граниттерде, сиениттерде, диориттерде, габброда (плагиоклаздар),тағы басқа магмалық жыныстарда жиі кездеседі. Олар метаморфтық жыныстардың (гнейс),  кристалл тақтатастардың,  амфиболиттердің құрамында түзіледі. Үгілу нәтижесінде дала шпаттары серицитке, каолинге, монтмориллонитке, сазды минералдарға айналады, ал гидротермальдық өзгерістерге және метаморфтануға шалынғанда цеолит, скаполит, мусковит, тағы басқа түзіледі. Дала шпаттары  керамика,   фарфор, шыны өнеркәсібінде, эмаль, кірпіш, бояу,  бетон  мен  цемент  әзірлеу үшін пайдаланылады. Кейбір дала шпаттары (амозонит, тағы басқа) әшекейлегіш тас, ал лабродорит қаптама материал ретінде қолданылады[8].

Серпентин Mg6 [Si4O10](OH)8 . Сырт пішіні жыланға ұқсағандықтан серпентинді орысша «змеевик» деп атайды. Магнийдің орнын темір қоспасы жиі-жиі ауыстырып отырады. Қаттылығы 2,5—4, меншікті салмағы 2,50—2,65. Сингониясы моноклиндік. Серпентиннің тығыз массаларының қылтаңды  сынықтарының әр түрлі реңкі темір мөлшеріне байланысты жасыл және қоңырқай жасыл түстерден қара-жасылға дейін өзгереді.  Хром теміртасының қосылуларына байланысты оның бояуы шұбар болады. Қылтанды серпентинге хризотил және пластинкалы серпентин-антигорит жатады. Серпентиннің өзгешелігі — бояуы, құрылысы, онша қатты еместігі, жымдастығының жоқтығы және май тәрізді жылтырлығы. Жаратылысы. Серпентин аса негізді магмалық жыныстар (дунитгер, перидотиттер, пироксениттер) ішінде оливин мен тироксемдері көп болса, метаморфизм әсеріне ұшырау және тереңдік магмалық ортадан көтерілгеннен (судын ішінде СО2 бар болса) кейін салқындау фазасының бірінде пайда болады.

(Mg, Fe)2 SiО4 + 2CО2 + 4H2О = (Mg, Fe)6[Si4O10](OH)8 + оливин серпентин + 2(Mg, Ғе)СО3 .

Бұдан басқа доломиттер де гидротермалық ерітінділердің ішінде SiО2 болу әсерінен серпентинге ауысады.

6(MgCa) (CO3 )2 + 4SiO2 + 4H2O = Mg6[Si4O10 ](ОН)8 + 6СаСО3

доломит серпентин көмірлі қышқыл судың әсерінен бұзылады, сондықтан жаңа минералдар, магнезит, халцедон, опал пайда болады.

Асыл серпентин және кәдімгі серпентин әшекей және сәндік материал есебіне пайдаланылады. КСРО-де серпентиндер Орта және Солтүстік  Оралда кең тараған және ол хром темір тасының, магнезиттің, тальктің, асбестің, платинаның және никельдің рудаларына байланысты кездеседі[12].

Асбест (грек. asbestos-сөнбес, бұзылмас)-силикаттар класының серпентиндер мен амфиболдар топтарындағы аса жіңішке талшықты минерал. Химиялық құрамы жөнінен магний мен темірдің, ішінара натрийдің сулы силикаты болып табылады. Ол монклиндік сингонияда кристалданады, кесектерінің түсі жасыл, сұрғылт сары келеді, ажыратылған талшықтары — ақшыл, боз, жібектей жылтыр. Қаттылығы 2-2,5, тығыздығы 2,4-2,6 г/см3, талшықтары иілгіш, майысқыш, балқу температурасы 15000С-қа жуық, жылу мен электр тогын нашар өткізеді. Талшықтарының ұзындығы 50 мм-ге, кейде 250 мм-ге жетеді. Талшықтары радиал сәулелі болып ретсіз, қиғаш орналасады, ұзындығы 6-70 мм-ге жетеді. Амфибол асбестің қышқылға төзімділігі мен жылуға беріктігі аса жоғарғы. Олардың ішіндегі ең маңыздылары әрі көбірек пайдаланылатындары — крокидолит, антофиллит, амозит, родусит. Хризотил-асбест гидротермалдық ерітінділердің әсерінен серпентинденген, магнитке бай ультранегізді жыныстарда, доломиттенген әктастарда, ал амфибол-асбест шөгінді және метаморфтанған магмалық жыныстарда кездеседі. Хризотил-асбестен отқа, ыстыққа төзімді тоқыма бұйымдары, құрылыс материалдары, қағаз, резина, пластмасса, электр техникасы, асбестцемент бұйымдарына толтырма дайындайды. Амфибол-асбесті жылу мен отқа, жебір ортаға (қышқыл, сілті, теңіз суы) төзімді бұйымдар жасауға қолданады. Қазақстандағы Жітіқара хризотил-асбесті, Бөгетсай антофиллит-асбест, Қумола родусит-асбест кендерінің өндірістік маңызы зор.

Бұл силикаттардың ерекше жалпы қасиеттері — пинакоид бойынша жақсы дамыған жымдастығы және осыдан шыққан  кристалдардың  жапырақты немесе қабыршақ формасы. Кремний  иондарының кейбір бөліктері  алюминий  иондарымен орындарын ауыстырады. Сонда  алюминий  иондары мен магний иондарының өзара алмасуынан силикат қосындысының валенттігі өзгереді. Соның нәжесінде оған калийдің, сирек те болса натрийдің немесе кальцийдің иондарының кристалдық решеткаға енуіне жағдай туады.

Ревдинскит (Ni, Mg)6 [SiO10](OH)8 . Серпентиннің никельді түрі 1867 жылы Уралдағы Ревдинск ауданынан алғаш рет табылғандықтан солай аталған. Ревдинскиттің айрықша өзгешелігі — бояуы, ал сонымен қатар өте морт сынғыштығы (қолмен оңай сындырылады), сынған жерінің адыр-бұдырлығы және аздаған май тәрізді жылтырлығы, тырнақпен тегістеліп өңделіштігі. Сонымен қатар оның ұнтақ жинақтары кездеседі. Никельдің жасыл силикаттары тотыққан мыс рудаларына топырақты малахитке, хризоколлаға ұқсас, бірақ олардан бояуымен, агрегаттың өзгешелігімен және химиялық реакцияларымен айрылады. Сингониясы моноклиндік: каолинит минералының структурасына ұқсас. Түсі көгілдір ренкілі бозғыл жасылдан сарғыш реңкілі ашық сұр жасылға дейін өзгереді (бирюза түстес). Кристалдық өзгешеліктерінің жылтырлығы жымдастық жазықтарында құлпырмалы, ал коллоиды түрлерінде май не балауыз түстес күңгірт. Ревдинскит КСРО-де никель рудасы бар жерде көп мелшерде кездеседі. Бұл серпентиндердің жер қабығындағы табиғи өзгерісте пайда болатын ерекше минералы[13].

Хлорит — Mg4Al2[Si2Al2O10](OH)8 — күрделі алюмосиликат. Аты гректін, хлорос — жасыл деген сөзінен шыққан. Бірқатар хлориттердің құрамында темірдің көптігі сонша (27—38%), оны темір рудасы ретінде пайдаланады. Оған шамозит— (Fe,Mg)3[Si2 Al2010]/2H2O мысал бола алады. Әдетте хлорит жоғары температура мен жоғары қысымда судың қатысуынан пайда болады. Осы топқа жататын клинохлор мен пеннинді қарастырайық.

Клинохлор — Mg5Al[Si3AlO10](OH)8 Қаттылығы 2—2,5. меншікті салмағы 2,55—2,78. Түсі жасыл, жымдастығы анық болады. Иілгіш. Кейде әдемі кристалдар құралады. Клинохлор басқа минералдардан бояуына және жымдастығына қарай айрылады. Оның жапырағы иілгіш, бірақ серпімді емес. Клинохлордың бетін тырнақпен сызуға болады, сонда жалтыраған сызық пайда болады. Егер клинохлорды пышақпен немесе тырнақпен қырса, қолға май сияқты тиетін жылтыр ұнтақ шығады. Клинохлор, хлориттің басқа түрлері сияқты, хлоритті тақтатастардың не метаморфизмның алғашқы сатысындағы бірқатар метаморфтық жыныстардың өте маңызды бөлігі болып табылады. Кристалдык бейнесі гексагон-пластинкалық немесе таблетка сияқты, сирек те болса бөшке тәрізді. Әдемі кристалдары жиі кездеседі. Жымдастық беттеріндегі жылтырлығы құбылмалы. Клинохлор — тау жыныстарын құрушы минерал. Клинохлордың кристалдары Уралда және басқа жерлерде кездеседі.

Пеннин — химиялық құрамы клинохлорға ұқсас, бірақ Mg орнында темір болады. Бұл биотит және басқа силикаттар бойында, сондай-ақ вулкандық шыны бойында және төгілме жыныстардың қуыстарында пайда болады.

Каолин (каолинит)—Al4 [Si4O10](OH)8.  Каолин  Қытайдын,   каулинг — биік тау — деген сезінен шыққан. Қаттылығы 1-2,5, меншікті салмағы 2,6—2,63. Сингониясы моноклиндік, ал рентгеноструктура мәліметі бойынша триклиндік. Таза түріндегі каолиннің көбісі тығыз немесе борпылдақ топырақты массалар болады. Түсі ақ, қоспасының болуына қарай сұр, сарғыш та болып келеді, құрғақ күйінде тілге жабысады. Сумен араласқанда қамыр сияқты балшық түзеді. Химиялық құрамында азғана Ғе2О3 , MgO, СаО, Na2О, К2О, ВаО, SiО2 т. б. болады. Үлкейтіп қарағанда уақ пластинкалы, қабыршақты кристалдарының ішінде жауын құрттарына ұқсас формалар байқалады. Жеке қабыршақтарының және пластинкаларының жылтырлығы құбылмалы, тұтас массаларынікі күңгірт болады. Каолин ете жүмсақ, қолға майша тиеді. Каолиннің әжептәуір саз топырақты иісі байқалады. Каолин — саздың негізгі құрамды бөлігі. Ол әдетте жер беті мен жер астында табиғи өзгерістерге ұшыраған тау жыныстарының қалдық заты болып табылады. Каолин Украина мен Сибирьдің көп жерлерінде кездеседі. Бұларда барлық дала шпаты каолинге ауысқан, бірақ граниттің құрылысы сақталып қалған. Каолин магмалық жыныстарының (граниттер, сиениттер) және метаморфтық жыныстарының (гнейстер) құрамына кіретін дала шпаттарының химиялық жолмен бұзылған затынан тұрады. Каолин — фарфор мен фаянс ыдыстарын жасау үшін қолданатын негізгі шикізат. Каолин қағаз өнеркәсібінде де толықтырушы материал ретінде кең қолданылады. Темір тотықтары және басқа қоспаларына қарай каолин керамикаға және отқа төзімді материал есебінде кең пайданылады. Каолиннің ірі кендері Украинада (Киев,  Винниц,  Житомир  облыстары) бар. Каолин Уралда (Чебаркуль станциясы қасында) және Шығыс Сибирьде (Красноярск,Иркутск, Канск қасында) кездеседі. Каолиннің ірі кендері  Қытайда бар. Сонымен қатар ол  Англияда  (Корнуолл), Чехословакия  республикасында (Карловый Вар) және Германияда  да кездеседі. Гарниерит —(Ni, Mg)6 [Si4O1 0](OH)8 • 4Н2О. Бұл жаңа  Каледониядағы никельді-сулы силикат кенін ашқан геолог Гарньенің есіміне осылай аталған, құрамы өзгермелі. Никельдің қоспасы 25%-ке дейін барады. Қаттылығы 2—4, меншікті салмағы — 2,27. Гарниериттің жұқа шлифтерін микроскоппен қарағанда оның түсі солғын жасыл болып көрінеді; Радиалды-сәулелі құрылысты іркіліп жиналған түрлерінде Л=1,61 (талшықтың ұзын бойында), Np = l,59 (талшыққа көлденеңінде). Оптикалык оңқай[11].

Гарниерит  коллоидты, жасырынды кристалды минерал. Жылтырлығы күңгірт немесе шыны тәріздес. Тығыз агрегат және сауыстанған масса түрінде кездеседі. Кейде бірыңғай топырақты, қуысты массалары көбінесе қуысты кварцты тесіп өтеді. Гарниериттің өзгешелігі мен қолданылуы ревдинскитке ұқсас. Гарниерит никельді-серпентитті және оливинді жыныстардың табиғи өзгеріске ұшырауынан шыққан заттарға байланысты түзіледі. Құрамындағы никель 3%-тен кем болмаса, гарниериттің өнеркәсіптік маңызы бар. Гарниериттің халықаралық маңызды кені Жаңа Каледонияда (Австралияның қасында) бар. КСРО-де гарниериттің және ревдинскиттің кендері Орынбор облысы Орск-Халиловск ауданында және  Қазақстандағы  Ақтөбе облысында, сонымен қатар Орта Оралда  (Уфалей  ауданында  және Ревда станциясының қасында) кездеседі.

Глауконит аты гр. глаукос — көкшіл жасылдеген сөзінен шыққан. Химиялық қатынаста глауконит тұрақсыз әрі құрамы да күрделі темірдің, магнийдің және калийдің сулы алюмосиликаттары — минерал. Жылтырлығы жоқ, қаттылығы 2—3, топырақ түрінде кездеседі. Оның түсі күңгірт жасыл, көкшіл жасыл, сарғыш жасыл. Меншікті салмағы 2,2—2,8. Сингониясы моноклиндік деуге болады. Кристалдық құрылысы биотиттің структурасына ұқсас дерлік. Оптикалық солақай. Жаратылысы: глауконит теңіз бассейндерінің түбіндегі қара батпақтан тірі организмдердің қатысуымен пайда болады. Жер бетінде табиғи химиялық өзгерісте глауконит лимонитке айналады. Глауконитті ауыл шаруашылығында жер тыңайтқыш ретінде, жасыл бояу есебінде және кермек суларды «жұмсарту» үшін пайдаланады. Совет Одағында глауконит кендері өте көп. Ол әр дәуірде пайда болған тайыз теңіз су шөгінділеріне байланысты түзілген. Басты кендері Украинадағы Оңтүстік Орыс ойпатында, Моcкваның оңтүстік-шығысындағы Егорьевскіде бар.  Еділ  бойында,  Қазақстанда,  Киров  облысында  және басқа жерлерде де кездеседі.

Слюдалар массив тау жыныстарында (көпшілігінде граниттерде), әсіресе, кристалды тақтатастарда өте көп тараған жыныс құраушы минералдар. Слюдалы тақтатас түгелдей слюдалардан тұрады. Слюдалар өте анық білінетін бір бағытты жымдастығымен сипатталады. Сондықтан олар жұқа, серпімді қабыршақтарға оңай ажыратылады. Слюдалардың қаттылығы 2—3, кейде 4 болады. Кристалдарының сингониясы моноклиндік, көпшілігінде таблетка және призма түрінде кездеседі.

Мусковит (калийлі ақ слюда)—KAl2 [Si3A1О10](OH)2. Қаттылығы 2—3, меншікті салмағы 2,76—3. Сингониясы моноклиндік. Түсі сарғыш, сұрғылт, ал қызылды немесе жасылсымақ. Жұқа қабыршақты түрінде мөлдір. Таза түрлерінен электр тогы өтпейді. Кристалдық бейнесі әдетте таблеткалы, пластинкалы, қимасы жалған алты бұрыш немесе ромб тәрізді. Қоспақтары да жиі кездеседі. Оптикалық солақай. Мусковиттің өзгешеліктері — жымдастығының өте анық білінетіндігі және бояуының ақшылдығы. Мусковиттің жұқа жапырақшалары флогопиттікінен гөрі өте иілгіш әрі серпімді келеді.

Мусковит граниттерде және тақта тастарда жыныс құраушы минерал есебінде жиі кездеседі. Ірі кристалдары пегматиттік желілерде кездеседі. Жеке кристалдарының салмағы 16 кг-нан асады. Ірі кристалдарынан 1 м2 дейін пластина алынады. Жыныстарының бұзылуына байланысты мусковит уақ қабыршақтар түріне айналады, оны серицит деп атайды, ал серицит кейінірек каолинге ауысады. КСРО-де XVII ғасырдан бері қазып шығарып жатқан мусковиттің ескілікті кендері Карелиядағы Ақ тедіздің жағаларында бар. Қазіргі пайдаға асырылып жатқан нағыз ірі кендері Шығыс Сибирьде — Мама өзенінің бойында (Витим өзенінің саласы), Бирюсинскіде (Солтүстік Саянда) бар[14].

Флогопит KMg3[Si3A1O10](OH,F)2. Қаттылығы 2,5—3, меншікті салмағы 2,8. Сипгониясы моноклиндік, құрамында айтарлықтай темірі жоқ. Сыртқы түрі мусковитке ұксас. Кейде түссіз. Флогопит мусковиттен мөлдірлігіне, өте ашық бояуына, жұқа жапырақтарындағы нашар серпімділігіне қарай айырылады. Флогопит көбінесе кальцитпен және апатитпен бірге контактылық пегматиттерде кездеседі. КСРО-де флогопиттің өнеркәсіптік кендері Байкал қасындағы Слюдянкада және Шығыс Азияда, Алданда бар.

Биотит — K(Mg,Fe)3[Si3AlO10](OH,F)2. Аты француз физигі Биотанның (1774—1862) есіміне қойылған. Өте кең тараған минерал. Қаттылығы 2,5—3, меншікті салмағы 2,7—3,1.  Сидгониясы моноклиндік.  Түсі қара және жасыл қара. Биотиттің өзгешелігі — күңгірт жасыл,  қоңыр немесе қара түсті болуы және қалың пластинкаларының мөлдір еместігі. Ал жұқа жапырақтары мөлдір болады. Кристалдық құрылысы мусковиттің структурасына ұқсас. Кристалдық бейнесі таблетка, көбінесе таяқ және пирамида тәрізді болады. Кейде ірі кристалдарында зоналық құрылыс байқалады. Биотит магмалық тау жынысының жыныс құраушы минералы. Сонымен қатар ол пегматиттік желілерде де кристалданады, деформацияға ұшыраған ірі кристалдары да (Оңтүстік Уралда, Ильмен тауларында) кездеседі. Қайталама өзгерістерде Mg мен Fe-ді жоғалтып мусковитке (жоғарғы температурада) ауысады, не калийден айырылып хлоритке (пеннин) айналады.

Лепидолит KLi2Al[Si4O10](OН,Ғ)2. Қаттылығы 2,5—4, меншікті салмағы 2,8—2,9. Сингониясы моноклиндік. Түсі ал қызыл, қызғылт және ашық күлгін. Лепидолит әдетте уақ жапырақшалар түрінде, сирек те болса пластинкалы кристалдар түрінде кездеседі.

Тальк —Mg3[Si4O10](OH)2. Қаттылығы 1, меншікті салмағы 2,6. Сингониясы моноклиндік. Түсі ақ, ашық жасыл, алма тәрізді сары, ашық сары болады. Жылтырлығы құбылмалы реңкісі бар шыны тәрізді, ал тығыз түрлері күңгірт келеді. Жылуды және электр тогын нашар еткізеді. 850°-қа дейін қыздырғанда суының жартысы жойылады, бірақ оптикалық константтары аз өзгереді. Температурасы 875—960°-қа жеткенде тез өзгеріп, барлық суы жойылады, құрғатылған затының балқу температурасы 1 200° шамасы. Тальк қолға майдай тиеді және өте жұмсақ келеді. Оның жапырақшалары иілгіш, бірақ серпімді емес.

Тальк қабатталып, ұяланып кездеседі. Су мен көмір қышқылының магнийлі жыныстарға — периодотиттерге, пироксениттерге, сонымен қатар қодыр амфиболдарға және басқа магнийі бар минералдарға әсер етуінің нәтижесінде тальк жердің жоғарғы қыртысында тақтатастармен бірге пайда болады. Тальк кебінесе магнезитпен, хлоритпен және басқаларымен қосақталып жүреді. Осы арада тальк түзілетін мынадай екі реакция схемасын кәрсете кетейік:

4(Mg,Fe)2SiО4 + H2О + 3CО2

Mg3[Si4O10][OH]2 + оливин тальк + 3MgCО3 + Fe2О3 магнезит гематит

 

3CaMg[CО3]2 + 4SiО2 + H2О → Mg3[Si4O10][OH]2 + доломит тальк + 3СаСО3 + ЗСО2 .

Кальцит тальк кені  КСРО-де Уралдағы  Свердловск  қасында (Шаброва деревнясы) және Қыштым тауында, Оңтүстік Уралда (Миасста т. б.) кездеседі. Тальк қағаз, фарфор, құрылыс, сонымен қатар резеңке өнеркәсіптерінде, бұдан басқа парфюмер, тері және фармацевті өнеркәсіптерінде өте көп қолданылады. Тығыз тальк отқа төзімді ыдыс жасау үшін пайдаланылады. Ал талькті тас отқа тезімді кірпіштер үшін қолданылады.

 

 

 

 

 

 

  1. Алюмосиликаттар

Алюмосиликаттар – силикаттар класындағы минералдар тобы, қос элементті алюмокремний қышқылдарының тұздары. Кристалдық құрылымының негізін кремний-оттек тетраэдрі (SіO4) мен алюминий-оттек тетраэдрі (AlO4) қалайды. Бұл екі тетраэдр бір-бірімен ортақ оттек атомымен байланысқан. Алюмосиликаттар шексіз үш өлшемді каркас немесе жазық торлар, кейде шеңберлер, жеке немесе қосақталған тізбектер түзейді. Сондықтан олар каркасты (дала шпаты, фельдшпатоидтар, цеолиттер), қатпарлы (слюдалар,   хлориттер, пренит), сирек жағдайда сақиналы (кордиерит), тізбекті немесе таспалы (мүйіз талшық) болып келеді. Алюмосиликаттардың құрылымы қатаю температурасы мен кристалдану жылдамдығына байланысты. Алюмосиликаттар құрамындағы катиондар ішінде  натрий,   калий,  кальций   басым, магний  мен темір аз, литий мен барий өте сирек кездеседі. Алюмосиликаттар негізінен жеңіл, (меншікті салмағы 2,9 г/см3) ашық түсті. Олар тау жыныстарын құраушы негізгі минералдар – литосфераның жоғарғы бөлігінің 50%-ын құрайды, граниттердегі мөлшері 65-75%-ға жетеді. Алюмосиликаттар үгілу процестері нәтижесінде алюминийдің гидросиликаттары – каолин, гидрослюда және саз минералдарына айналады. Алюмосиликаттар (сілтілі дала шпаттары, кейбір слюдалар, нефелин, лазурит, т.б.) бағалы шикізат болып табылады[6].

Альмандин — силикаттар класы гранаттар тобына жататын минерал. Химиялық формуласы: Fе3A12 [SiO4]3. Сингониясы — текшелік, кристалдары додекаэдр түрінде, көбінесе түйірлі агрегаттар құрайды. Түсі — қызыл, күлгін қызыл, қоңыр қызыл, жылтырлығы шыныдай, қаттылығы — 7 — 7,5, жіктілігі жіктелмеген, меншікті салмағы — 4,25. Кристаллы тақтатастар мен гнейстерде кездеседі. Альмандин қажет материал ретінде пайдаланылады, мөлдір қызыл түсті түрі асылтас боп саналады. Кендері  Карелияда,  Оралда,  Шығыс Сібірде белгілі.

Альмандин тау жыныстарында сирек кездеседі. Ол — слюдалы тақтатастардың және пегматит желілерінің негізгі минералы. Анарлардың жақсы құралған кристалдары Уралда, әсіресе Таганай тауындағы Златоустыға жақын жерде кездеседі. Ол Орта Уралдағы Осиновск мен Глобичинск кендерінен де табылған. Абразив (шарық қайрақ, түрлі қағаз жасауға қолданылатын) анардың ірі кендері — Карелиядағы Шугерецк станцияның қасында да бар.

Эгирин (скандинавиялықтардың мифологиясындағы “Теңіз тәңірі”  Эгира есіміне байланысты аталған), акмит – тізбекті  силикаттар класына жататын  минерал.  Химиялық формуласы: NaFe[Sі2O6].  Моноклиндік сигонияда кристалданады. Жеке кристалдары ұзын призма,  баған,  ине  тәрізді, минералдық агрегаттары тұтас түйірлі масса түрінде келеді. Түсі қызғылт қоңыр, қанық жасыл, кейде түссіз, шыныдай жылтыр. Қаттылығы Моос шкаласы бойынша 6-6,5, тығыздығы 3,5-3,6 г/см3, морт сынғыш. Сілтілі сиениттерде, граниттерде, темірлі кварциттерде екі парагенетикалық  топта кездеседі:

1) нефелин мен калийлі дала шпаттарында;

2) кварц пен альбитте.

Құрамында эгирині бар тау жыныстары құрылыста әрлеу тасы ретінде қолданылады.

Кордиерит (француз геологы  П.Кордьенің құрметіне аталған),  иолит,  дихроит – күрделі  алюмосиликаттарға  жататын  силикаттар класының  минералы.  Химиялық  формуласы  (Mg,Fe)2Al3[AlSi5O18].  Ромбылық  сингонияда  кристалданады. Жеке кристалдары призма, ал агрегаттары  бұрыс пішінді шоғырлар, түйірлер пішіндес болады. Кордиерит түссіз, кейде сарғылт, ақшыл көк, күлгін, қоңыр түсті, қаттылығы 7 – 7,5, меншікті салмағы 2,6 – 2,8 г/см3, морт сынғыш. Кордиерит гнейстерде, кристалдық тақтатастарда, жапсарлықметаморфталуға шалынған магмалық жыныстарда кездеседі. Түсі әдемі, мөлдір. Ақаусыз Кордиерит зергерлік өнерде қолданылады.

Гроссуляр (латынша grossularium — қарлыған) — силикаттар класының гранаттар тобына жататын минерал.  Химиялық формуласы: Са3А12[SiO4]3. Сингониясы  текшелік, кристалдары ромбододекаэдр, агрегаттары түйірлі. Түсі — сары, ашық жасыл, жылтырлығы — шыныдай, қаттылығы — 6,5-7,  жіктілігі жоқ, меншікті салмағы-3,53. Метасоматоздық жолмен пайда болады, скарндардың басты минералы.

 Ставролит (грек. stauros – крест, lіthos – тас), кресті тас – силикаттар класына жататын минерал. Химикалық формуласы: Fe2Al9O7(OH)[SіO4]4. Изоморфты қоспалары: Mg, Fe3+, Zn, Tі, Cr, Co. Түр өзгерістері: цинк-ставролит (7,5%-ға дейін ZnO), люсакит (8,5%-ға дейін Со және 0,9% NіO), нордмаркит (11,6%-ға дейін Mn2O3). Моноклиндік сингонияда кристалданып, қысқа баған, призма тәрізді кристалдар түзеді. Агрегаты жекеленген дән тәрізді; түсі қызғылт қоңыр, шымқай қоңыр, қара, жылтырлығы шыныдай. Қаттылығы 7,0 – 7,5, тығыздығы 3,6 – 3,7 г/см3. Ставролит аймақтық және жапсарлық метаморфизмнің ортаңғы стадияларында сазды шөгінділерден түзіледі. Кристалды тақтатастарда, гнейстерде, гранат, слюда, силлиманит, турмалин, биотит, мусковит, рутил, т.б. минералдармен бірге кездеседі. Үгілгенде серицитке, хлоритке айналады. Ставролит Шығыс, Оңтүстік Оралда,  Азов теніз мен Байкал көлі маңында,  Алтай  өлкесінде, Джорджия  және  Нью — Хэмпшир  штаттарында (АҚШ),  Тирольда (Австрия),  Баварияда  (Германия) кездеседі. Ставролиттің  ірі кристалдары Намибия мен Теннесси штатынан (АҚШ), люсакит –Лусакадан (Замбия) табылды. Мөлдір түр өзгерістері – сирек кездесетін зергерлік тас[10].

Анортит – силикаттар класының минералы. Изоморфты қосылыс, плагиоклаздардың кальцийлі  мүшесі. Химиялық формуласы Ca[Al22O8], триклин сингония түрінде кристалданады, кристалдары  пластинка, призма тәрізді болады, көбіне ұсақ түйіршік масса құрайды. Түсі ақ, сарғылт, сұрғылт; шыныдай жылтыр, Мосс шкаласы бойынша қаттылығы 6, меншікті салмағы 2760 кг/м3; жымдастығы екі бағытта жақсы білінеді. Анортит – негіз құрамды  магмалық  жыныстардың  басты бөлігі.

Биотит — силикаттар класының слюдалар тобына жататын  минерал. Химиялық формуласы: K(Mg,Fe)3AlSі3O10(OH,F)2. Француз ғалымы Бионың құрметіне аталған. Моноклиндік сингонияда кристалданады. Кристалдары парақ,  жапырақ,  қабыршақ, қырлы таяқша, пирамидаға ұқсас болады. Түсі қара, қоңыр, қызғылт қоңыр, қабыршақтарының қалыңы күңгірт, жұқасы мөлдір келеді. Қаттылығы 2,5 — 3, меншікті салмағы 2,7 —3,3 г/см 3Биотит өте жиі тараған  минералдардың бірі. Көптеген магмалық, шөгінді, метаморфтық  тау жыныстарын құраушы минералдардың бірі, пегматиттерде ауданы 7 м2-ге дейін жететін ірі парақтар түрінде кездеседі. Электр техникасы бұйымдары өндірісінде қолданылады.

Сподумен (грек. spodumenos – күлге айналған), трифан – силикаттар класының пироксендер тобындағы минерал. Химикалық формуласы: LіAl[Sі2O6], құрамындағы Lі2O – 7,5%; қоспалары: Na2O 1,7%-ға дейін, Fe2O3 1,6%-ға дейін, FeO, MnO, K2O. Моноклиндік сингонияда кристалданып, баған, таяқша, пластинка тәрізді кристалдар түзеді. Агрегаттары тұтас, түйірлі масса, сеппелер түрінде болады; түсі сұр, ақ, сарғылт, жасыл, күлгін. Сподуменнің қызғылт және күлгін-қызғылт түсті мөлдір түрлері – кунцит, изумрудты-жасыл түстілері гидденит деп аталады. Қаттысы 6,5 – 7, тығызд. 3,1 – 3,2 г/см3. Сподумен граниттік пегматиттерде, аплиттерде, гнейстерде, альбит, лепидолит, петалит, алқызыл турмалин, поллуцит, т.б. минералдармен бірге кездеседі. Кунцит пен гидденит – асыл тастар. Сподуменнен литий өндіріледі.

Цинивальдит (Чехословакия Циновед (Циннвальд) кенінің атымен аталған) — слюдалар тобына жататын минерал. Химия формуласы:  KLіFe2+Al3[AlSі3O10](F,OH). Физикалық қасиеттері: моноклиндік сингонияда кристалданады, минералдық агрегаттары қабыршақ, жапырақша тәрізді, түсі күлгін, сарғылт қоңыр, қошқыл жасыл, қара сұр, қара. Қаттылығы Мосс шкаласы бойынша 2-3, тығыздығы 2,9-3,2 г/см3. Топазды-бериллді пегматиттерде, грейзен типті пневмолиттік-гидротермалдық кендерде топаз, флюорит, вольфрамит, касситерит, т.б. минералдармен бірге кездеседі. Цинивальдит АҚШ,  Канада, Чехословакия және Ресейде (Орал, Шығыс  Байкал сырты),  Украинада  табылған. Одан литий алынады.

Галлуазит, энделлит – силикаттар класының минералы.  Химиялық формуласы Al4[Sі4O10](OH)8•4H2O.  Минералды ашқан  Бельгия геологы д’Аллуаның есімімен аталған.  Моноклиндік сингонияда кристалданады. Жасырын кристалды  агрегаттар  түрінде кездеседі. Түсі ақ, сарғыш, күңгірт. Қаттылығы 1 – 2, меншікті салмағы құрамындағы су мөлшеріне байланысты 2,0 – 2,6 г/см3 аралығында. Ұзақ уақыт сақтауға келмейді, су молекулалары жойылып, метагаллуазитке ауысады. Экзогендік ортада,  габбро, базальт, т.б. тау жыныстары мен никель, мырыш кендерінің бұзылу-тозу белдемдерінде түзіледі.  Керамикалық  шикізат, катализатор дайындауда және толтырғыш ретінде пайдаланылады.

Турмалин -силикаттар класының борлы  силикаттар  тобына жататын минерал. Химиялық формуласы (Nа,Са)(Мg,А1)6 3А136О,ОН)30] Сингониясы — тригондық,  кристалдары —бағана тәрізді, агрегаттары — сояу, радиал-сәулелі, талшықты. Түсі — қызыл (рубеллит), қара (шерл), көк (индиголит), жасыл (верделит), түссіз, жылтырлығы шыныдай, каттылығы-7-7,5; жіктілігі жоқ, меншікті салмағы-2,90-3,25. Пегматиттерде,  гидротермалық  кендерде, метаморфиттер мен метасоматиттерде кездеседі. Турмалин зергерлік істе, радиотехникада, оптикада қолданылады.

Кианит , дистен (гр. kianos — көк) — силикаттар класына жататын минерал. Химиялық формуласы: Аl2[SіO5]. Сингониясы триклиндік, кристалдары баған, тақта тәрізді. Түсі — көгілдір, көк, кейде жасыл, сары, түссіз, қара, жылтырлығы — шыныдай, жіктілігі жетілген, меншікті салмағы — 3,56-3,68. Кианит аймақтық метаморфизмде жоғары қысымда алюминийі көп таужыныстарда пайда болады. Кианитті таужыныстар —алюминийдің  кені. Синонимі: дистен. Кианит — метаморфизмның терең зоналарындағы тығыз тастардың және бірсыпыра пегматиттік желілердің негізгі минералы. СССР-де дистеннін бірсыпыра ірі кендері белгілі. Оның химилық қатты минерал ретіндегі шашыранды түрлері құмтастарда көп кездеседі.

Кианит — отқа және қышқылға төзімді бұйымдар үшін бағалы материал. Оның мөлдір түрлері зергер бұйымдарын жасау үшін қолданылады[8].

Диоптаз (грек, dioptevo — ішін көру) — силикаттар  класының сақиналы типіне жататын  аширит  минералының  синонимі. Химиялық формуласы: (Сu6|Si6O18]*6Н2O.  Сингониясы — тригондық, кристалдары қысқа үшкір таяқшалар, кейде друзалар құрады. Түсі — жасыл, сызығы жасыл, жылтырлығы — шыныдай, қаттылығы — 5, жіктілігі ромбоэдр бойынша жетілген, меншікті салмағы — 3,28-3,35. Диоптаз мыс кендерінің мору процесінде пайда болады.

Эвклаз (гр. eu – жақсы, klasіs – сынғыш, жарылғыш) – аралдық  силикаттар  класс  тармағына жататын  минерал.  Химия  формуласы: Al2Be2[SіO4]2(OH)2. Эвклаздың  кристалдық  құрылымында оқшауланған [SіO4]-тетраэдрі [AlO6]-октаэдрі бағаналары мен [BeO3(OH)]-октаэдрі тізбектері арасында орналасады.  Моноклиналдық  сингонияда кристалданады.  Тақташа,   кесте  және  қысқа кейде ұзын призма тәрізді, қырлары көп кристалдар түзеді;  агрегаттары  шашыранды және жарты шар пішінді. Эвклаз түссіз, ақ, көгілдір, көк, сары немесе көк-жасыл түсті, мөлдір, шыныдай жылтыр. Қатты Моос шкаласы бойынша 7,5, тығыздығы 3,1 г/см3 шамасында, жіктілігі бір бағытта жетілген. Ол – эндогендік минерал. Эвклаз гранитті пегматиттер, грейзендер мен жоғары температуралы  кварц және альпі желілерінде адуляр, кварц, флюорит, т.б. минералдармен бірге кездеседі. Пегматитті, мөлдір Эвклаз – асыл тас.

Каолинит– силикаттар класындағы сазды минерал. Химиялық формуласы Al4[Sі4O10](OH)8.  Қытайдағы  фарфор  сазы өндірілетін  Коо-Лин  тауының атымен аталған. Түсі таза күйінде ақ, көкшіл, қоспаларына қарай – қызыл, қара, ашық жасыл. Қаттылығы 1-3, меншікті салмағы 2,6 г/см3. Каолинит топырақ құрамында, үгілу қабаттарында, ылғалды  климат  жағдайында континенттік су алаптары түбінде түзілген  көмірлі тау жыныс қабаттарында кездеседі. Каолиниттің  диккит  және  накрит  деген  полиморфтық түрлері бар. Бұл минералдарды 650 – 800°С-қа дейін қыздырғанда толығымен судан арылады. Каолинит  керамика  өндірісінде,  фарфор  мен  фаянс,    металлургияда шамот кірпішін, бұрғылау ерітіндісін  дайындауға, құрылыста,  қағаз өндірісінде,  алюминий тотығын алуда қолданылады. Каолинит негізінен алюмосиликатты  таужыныстардың морылуынан және төмен температуралы метасоматозда пайда болады.

Силлиманит (америкалық ғалым Б.Силлиманның (1779 — 1864) құрметіне аталған) — силикаттар класының андалузит тобындағы минерал. Химиялық формуласы: Al[AlSіO5], онда Al2O3 63,1%, SіO2 36,9% болады. Aлюминий Fe3+ иондарымен изоморфты алмасады (2%-ға дейін). Қоспалары: Mg, Tі, V, Lі; B, La, Zr, Mn; Cr (көбіне ізі ғана, кейде 3%-ға дейін). Ромбылық сингонияда кристалданып, ине, таяқша тәрізді кристалдар түзеді; агрегаттары түйірлі масса, жіңішке талшық түрінде болады. Түсі сұр, ашық-қоңыр, солғын-жасыл; шыныдай жылтыр, жымдастығы жетілген. Қаттылығы 6,5 — 7,5, тығыздығы 3,2 г/см3; жоғары температурада (15450С) муллит пен кремнеземға айырылады. Силлиманит сазды тау жыныстарының аймақтық метаморфизм мен жоғары температураға шалынуынан түзіледі. Силлиманит кендері Қазақстанда Семізбұғыда, Сарыарқа туынды кварциттерінде кездеседі. Отқа және қышқылға төзімді бұйымдар жасауда қолданылады.

Лазурит — силикаттар класының каркасты типіне жататын минерал. Химиялық формуласы: Na6Ca2(AlSiO4)6(SO4,S,Cl)2 Сингониясы — текшелік, агрегаттары тұтас тығыз масса. Түсі — қою көктен күлгінге дейін, жылтырлығы — шыныдай, қаттылығы — 5,5, жіктілігі жетілмеген, меншікті салмағы — 2,38-2,42. Лазурит сілтілі және қышқыл интрузиялардың жапсарында метаморфталған әктастарда кездеседі. Әшекей тас ретінде қолданылады. Синонимі: ультрамарин. Лай балшықты шоқылардың үстіңгі жағынан шығып жататын, әдетте мұнай типті минералды сулар. Мұндай сулардың минералдылығы орташа алғанда 10 г/дм3-ден 20 г/дм3-ге дейін өзгереді. Құрамы көбінесе гидрокарбонатты натрийлі және хлорлы кальций-магнийлі. Онымен бірге көп жағдайларда шамалы мөлшерде мұнай да ілесіп шығады[11].

Битовнит — плагиоклаздар деп аталатын минералдар тобының өкілі. Плагиоклаздарға тән ұзын саны алты минералдан тұратын изоморфтық  қатардың (альбит-олигоклаз-андезин-лабродар-битовнит-анортит) бір мүшесі.

Энстатит (грек. enstates – қарсылас, оның қиын балқитындығына орай аталған) – пироксендер тобына жататын минерал. Хим. формуласы: Mg2[Sі2O6]. Ол Fe2[Sі2O6] изоморфты қатарымен байланысқан, қоспалары: Cr2O3 (0,5%-дай), TіO2 (0,2%-дай), MnO (0,4%-дай),CaO (2%-дай), т.б. Ромбылық сингонияда кристалданады. Кристалдары қысқа призма немесе тақташа тәрізді. Агрегаттары ірі дән немесе пластинкалы болып келеді. Түсі ақ, сұр, сарғыш, қоңыр, жасылдау; шыныдай жылтыр, жіктілігі жетілген. Тығыздығы 3,2 – 3,25 г/см3, қаттылығы Моос шкаласы бойынша 5,5; морт сынғыш. Жаралуы магмалық, сирек метаморфтық. Энстатит және бронзит – тасты метеориттердің  минералы болып саналады. Диэлектрик ретінде кеңінен қолданылады.

Родонит (грекше rhodon — раушан) — силикаттар класының минералы. Химиялық формуласы: (Мn,Са)SiO3 құрамындағы: MnO — 30-46%, CaO — 4-6,5%, SіO2 — 45-48%, ZnO қоспалары 12%-ға дейін жетеді. Жаратылысы метаморфтық, триклиндік сингонияда кристалданады. Кристалдары кесте типтес немесе созылыңқы тығыз түйіршік массалар, сирек кездеседі. Кристалдық құрылымына [SіO4] буынының бес мүшелі тізбегі тән. Түсі қызыл, алқызыл, қызыл-күрең, қоңыр-қызғылт, жымдастығы жетілген. Қаттылығы 5,5-6, тығыздығы 3,4-3,75 г/см3; морт, шыныша жылтырайды. Родонит әшекей тас ретінде және құрылыста қаптама тас есебінде қолданылады. Қазақстанның Оңтүстік (Жетісу  Алатауы,  Балқаш маңы), Шығыс (Риддер ауданы) аймақтарында кездеседі.

Хризоколла (грек. сhrysos — алтын, kolla — желім; ерте кездерде алтыннан жасалған заттарды дәнекерлеу үшін қолданылған) — силикаттар класының монтмориллонит тобына жататын минерал[2].  Құрамындағы: CuO — 45,2%, қоспалары: Al, Ca, Mg, Fe, Ph, Zn, P.  Химиялық формуласы: CuSіO3, сингонияда кристалданады, кристалдары ине тәрізді, өте ұсақ болып келеді. Минералдық агрегаттары жасырын кристалды, бүйрек, топырақ тәрізді масса түзеді. Түсі көгілдір, көгілдір жасыл, көк қоңыр, қара, қатты Моос шкаласы бойынша 2-4, тығыздығы 2,0-2,3 г/см3. Ыстық, құрғақ климат жағдайында мыс кендерінің тотығу белдемінде түзіледі. Қазақстанда Жезқазған, Алтай кендерінде кездеседі. Хризоколладан мыс алынады және зергерлік істе қолданылады.

Эвдиалит (грек. eu – жақсы, оңай, dіalіtos– ажырау, ыдырау) [2] – силикаттар класына жататын минерал. Химикалық формуласы: Na4Ca2Zr[Sі6O17(O6 OH6Cl)2]. Құрамы: ZrO2 – 12 – 14,5%, (Ce, La, Y)2O3 – 0,3 – 6,87%. Қоспалары: сирек жер элементтері, Tі, Nb, Mn, Sr, т.б. Тригональдік сингонияда  кристалданады, жеке  кристалдары  жапырақ,  пластина, [минералдық  агрегат минералдық агрегаттары] сеппе, тарамша түрінде кездеседі. Түсі – әр түрлі реңді қызыл, шыныдай жылтыр. Қаттылығы Моос шкаласы бойынша 5-6, тығыздығы 2,7-3,0 г/cм3. Ультрасілтілі нефелинді сиениттер мен олардың  пегматиттерінде  және  апатит  кентастарында кездеседі. Мол мөлшерде шоғырланғанда  цирконий кентасы  ретінде пайдаланылады.

Браунит (неміс ғалымы М.Браун есімімен аталған) – күрделі тотықтар класына жататын минерал. Химиялық формуласы: [Mn2+Mn23+SіO]. Тетрагональдық сингонияда кристалданып, октаэдр немесе тетрагональды дипирамида түзеді, түйірлі тұтас агрегаттар түрінде кездеседі. Түсі қара, металдай жылтыр. Қаттылығы 6, меншікті салмағы 4,7-5,0 г/см3. Жапсарлы-пневматолиттік, гидротермальдық және метаморфталған  шөгінді  марганец  кендерінде таралған. Тотық қабаттарында валенттілігі жоғары марганецтің мөлшері көбейіп псиломелан немесе пиролюзит минералына ауысады. Ферромарганец қорытылатын басты марганец кентасы. Қазақстанда  Жезді марганец кенінде, Қаражал темір-марганец кенінде кездеседі.

Қолданылуы. Браунит марганец өндіруде ең басты минералдың бірі болып табылады. Кендері СССР-де Уралда (Төменгі Тагильдегі Сапальск кені); Чиатурада (Грузия), Жездіде (Қазақстан, Жезқазған ауданы),Атасуда бар. Шет елдегі кені Үндістанда, Оңтүстік Африкада (Постмасбург) бар.

Нефелин, элеолит (грек. nephele – бұлт) – силикаттар класының фельдшпатиттер тобындағы сілтілі тау жыныстары мен олардың пегматиттерін құраушы басты минерал. Химиялық формуласы Na(AlSіO4). Түсі ақ, сарғыш, қызғылт реңді, кристалл күйінде түссіз. Жылтырлығы күңгірттенген май тәрізді, жымдастығы байқалмайды, қаттылығы Моос шкаласы бойынша 5,5-6, тығыздығы 2,5-2,65 г/см3. Гексагондық сингонияда кристалданады, түйірлі тұтас масса құрайды, жеке кристалдары призма тәрізді. Нефелин алюминий, сода өндіруде, жасыл шыны, силикагель, ультрамарин алуда, тағы басқа қолданылады. Кендері солтүстік және батыс Қазақстанда (Борсықсай) кездеседі.

Поллуцит — силикаттар класының каркасты түріне жататын минерал химиялық формуласы: Сs[AlSi2O6]. Сингониясы текшелік, кристалдары сирек, агрегаттары тұтас масса кұрайды. Түссіз, мөлдір, жылтырлығы шыныдай, қаттылығы 6,5, жіктілігі жоқ, меншікті салмағы 2,86-2,90. Гидротермалық минерал ретінде граниттер мен пегматиттердегі қуыстарда кездеседі, цезийдің кені.

Олигоклаз — плагиоклаздар деп аталатын минералдар тобының өкілі. Плагиоклаздарға тән, ұзын саны алты минералдан тұратын альбит-анортит изоморфтық қатарының (альбит-олигоклаз-андезин-битовнит-лабрадор-анортит) бір мүшесі. Химиялық формуласы — (Ca,Na)(Al,Si)4O8, Ca/(Ca + Na) 10%–30%

Пироп (грек. pyropos — оттай) — анартастар тобының минералы. Хим. формуласы: Mg3Al2[SіO4]3. Минералдың құрамына қоспа ретінде Mn, V, Tі, Cr3+, Fe2+, Fe3+, т.б. кіреді. Ең ірі Пироп (салм. 633 карат) Богемиядан табылған. Сингониясы кубтық, кристалдары ромбдодекаэдр пішінді, агрегаттары сеппе күйінде кездеседі. Түсі қою қызыл, жылтырлығы шыны типтес, жымдастығы жоқ; қаттылығы 7-7,5. Пироп ультранегізді тау жыныстарында (кимберлит, перидотит) және экологиттерде кездеседі. Мөлдір Пироп зергерлік істе қолданылады[3].

         Авгит — силикаттар класы ішінде тізбекті типке жататын пироксендер тобындагы минерал. Химиялық формуласы: (Ca,Na)(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6.

Сингониясы — моноклиндік, кристалдары қысқа призма, тақта тәрізді. Түсі — қара, қоңыр қара, қою жасыл, жылтырлығы шыныдай, қаттылығы — 5-6,5, жіктілігі призма бойынша екі бағытта жетілген, ара бұрышы — 87°, меншікті салмағы — 3,2- 3,6. Қою жасыл түрі кәдімгі авгит, қарасы базальттық авгит, титанды түрі титанавгит деп аталады. Ультранегізді, негізді магмалық жыныстарға тән минерал.

Андалузит  – силикаттар  класына жататын минерал. Химиялық формуласы: Al2[SіO4]. Кристалдары ромбылық сингонияда ірі призма немесе бағана тәрізді болып қалыптасады. Сұр, сары, қоңыр, қызғылт, қызыл, жасыл түсті әрі шыныдай жылтыр болады. Қаттылығы 7-7,5; меншікті салмағы 3,1-3,2 г/см3. Андалузит негізінен жапсарлы метаморфтану әсерінен түзіледі. Сазды тақтатастар, қайталама кварциттер арасында кездеседі. Орталық Қазақстанда жиі тараған. Андалузит құрамды тау жыныстарынан муллит және кристобалитті шыны өндіріледі[13].

Монтмориллонит (Францияның Вьенна департаментіндегі  Монтморийон қаласының атынан шыққан) – силикаттар класының минералы. Химиялық құрамы: (Na, K, Ca) (Al, Fe, Mg) [(Sі, Al)4O10] (OH)2*nH2O. Минералдың құрылымы үш қабатты пакеттен (текшеден) тұрады. Оның екі қабаты кремний-оттекті тетраэдрден құралған, олардың арасындағы алюминий катиондарынан тұратын үшінші октаэдрлі қабаты кристалдың тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Пакет (текше) араларын су молекулалары Ca2+, Mg2+, Na+, K+, т.б. алмасу катиондары толтырады. Алюминийдің Fe3+, Cr3+, Ca2+, Mg2+, Zn2+, Cu2+, Lі+, т.б. катиондарымен алмасуынан Монтмориллониттің  нонтронит,  керолит,  хризоколла, бейделлит, сапонит, т.б. көптеген түрлері түзіледі. Монтмориллонит жасырын кристалды, топырақ тәрізді, тығыз массалы агрегаттар құрайды және ұсақ қабыршақтар түрінде кездеседі.  Магмалық жыныстардың, олардың туфтарының, кальцийлі, темірлі шөгінді жыныстардың жер бетінде, құрғақ климат жағдайында, сілтілік ортада үгілуінен, сазды жыныстардың шайылып екінші жерге тұнуынан пайда болады. Түсі ақшыл сұр, көкшіл ақ, қызғылт, кейде жасыл; Моос шкаласы бойынша қатт. 1-2,5; тығыздығы 1,8 г/см3.  Кавказ  таулары,  Қырым түбегі, Түрікменстан, АҚШ, Жапония, Франция, т.б. елдерде Монтмориллониттің бірнеше кендері бар. Мұнай өнімдерін тазарту, сабын қайнату, резина, қағаз, құрылыс материалдарын, тамақ өнімдерін тазарту, т.б. үшін қолданылады.

Пренит — силикаттар класының оқшауланған тетраэдрлі типіне жататын минерал. Химиялык формуласы: Са2Al2[Si3O10](OH)2 Сингониясы — ромбылық, кристалдары қыска сояу, тақта тәрізді , агрегаттары бүйрек тәрізді , радиал-талшықты. Түсі — ақ, сұр, сары-жасыл, жылтырлығы — шыныдай, қаттылығы — 6,5, жіктілігі — орташа, меншікті салмағы —2,8-3,0. Пренит гидротермалық өзгерген негізді магматиттерде, жарықшалар мен қуыстарда кездеседі[12].

Везувиан , идокраз – силикаттар класының минералы. Хим. формуласы Са3Аl2[SіО4]2(ОН)4. Алғаш рет табылған орнымен (Везувий аралы) аталған. Тетрагональдық сингонияда кристалданып, призма, кейде  пирамида  пішінді  кристалдар түзеді. Агрегаттары тұтас, шоқ-сәулелі немесе талшық масса түрінде кездеседі. Түсі сары, сұр, жасыл, қоңыр, кейде қара,  көгілдір  (циприн), қызыл немесе қызғылт (марганецті везувиан), қанық жасыл (хромвезувиан), мөлдір немесе шала мөлдір, шыныдай жылтыр. Қаттылығы 6,5-7,0; сынғыш, меншікті салмағы 3,44 г/см3. Түзілуі жапсарлы-метасоматиттік, метаморфтық. Зергерлік бұйымдар  жасау үшін қолданылады.

Микроклин (микро… және грекше klіno – еңкейемін) – силикаттар класындағы дала шпаттары тобының сілтілеріне жататын минерал. Химиялық формуласы: (K, Na)[AlSі3O8]. Құрамында аз мөлшерде  Ca, Ba, Fe,   Rb, Cs қоспалары болады.  Микроклин бірнеше м3-ге дейін  монокристалдық   денелер түзейді немесе призма пішінді  кристалдардан тұратын  түйіршікті  үйінділер құрайды. Түсі ақ, сұр, ақшыл сұр,  қоспаларына қарай қызыл, солғын қызыл, алқызыл, қоңырқай сары, қызғылт ақ, көгілдір жасыл (амазонит); шыныдай жылтыр; қаттылығы 6 – 6,5; тығыздығы 2540 – 2570 кг/м3. Сілтілі және қышқыл  жыныстарда  кварц,  альбит, нефелин,  слюдалармен, алгидротермальдық жерлерде тау хрусталі,  кальцит,  сидерит,  рутил,  сфен,  апатит, касситерит, вольфрамит, молибденит, топаз, т.б. минералдармен бірге кездеседі.   Микроклиннен  тұратын пегматиттер  Қазақстанда   Алтай,   Сарыарқа   және Оралда кездеседі. Микроклин – керамика, шыны, эмаль, абразивтік бұйымдар  өндірісінің басты шикізаты.

Лабрадор — плагиоклаздар тобының таужыныс түзетін минералы. Плагиоклаздарға тән, ұзын саны алты минералдан тұратынальбит-анортит изоморфты қатарының (альбит-олигоклаз-андезин- битовнит-лабрадор-анортит) бір мүшесі. Лабрадорит— түгелге жуық лабрадор минералынан тұратын толық кристалды лейкократты габбро; кейбір әдемі түрлері қаптама тас ретінде қолданылады.

Жадейт (французша jadeіte, jade — нефрит, испанша іjada — бөтеке, бөтеке ем тасы) — силикаттар класындағы пироксендер тобына жататын минерал. Химиялық формуласы  NaAl[Sі3O6]. Моноклиндік сингонияда кристалданады. Кристалдары тығыз ұсақ түйіршікті агрегаттар түзеді. Түсі жасыл, ақшыл, қызғылт, күлгін көк, қоңыр, қаттылығы 6,5-7,0, меншікті салмағы 3,3-3,4 г/см3, шыныша жылтыр. Метаморфтық сілтілі және жапсарлы-метасоматиттік тау жыныстарында түзіледі. Жадейттен ежелгі заманнан бері соғатын, шабатын қару-жарақ жасалды. Қазір зергерлік әшекей бұйымдар жасау үшін қолданылады. Жадейт  Қазақстанда   солтүстік  Балқаш аймағындағы       Итмұрынды  кенінде кездеседі. Жадейт құрамды тау жынысы жадеитит деп аталады.

Лейцит (грек. leіkos — ақшыл) — каркас құрылымды алюмосиликаттарға жататын минерал. Ол калийдің мөлшері жоғары магмалық балқымаларында пайда болады. Химиялық формуласы K[AlSi2O6]. Құрамында K2O — 21,5%, Al2O3— 23,5%, SiO2— 55%, аздаған Na, Ca, Tі, Mg, Mn қоспалары ұшырасады. Сингониясы кубтық, 625-ден төмен температурада кристалданады. Тау жыныстарында кристалдар және сеппелер түрінде кездеседі. Түсі ақ, сұрғылт, түссіз; шыныдай жылтырайды, тұнық; қаттылығы Моос шкаласы бойынша 5-6; тығыздығы 2450-2500 кг/м3; Лейцит жоғары температурада және төмен қысымда пайда болады. SіO2 мөлшері аз эффузивті және гипабиссалдық сілтілі тау жыныстарына (лейцитит, лейцититтік базальт пен тефрит, шонкинит, италит, т.б.) тән. Тереңдегі сілтілі магмалық тау жыныстарында Лейциттің орнына санидин мен гексигоналдық кальсилоттың (KAlSіO4) тұтасып біткен кристалдары пайда болады. Мұндай тау жыныстарды сынныриттер деп атайды. Табиғатта Лейцит өте сирек ұшырасады. Лейцит калий және алюминий алу үшін қолданылады. Қазақстанда Есіл өзені бойында кездеседі.

Топаз (гр. topazos – Қызыл теңіздегі аралдың атауы) – силикаттар класына жататын минерал. Хим. формуласы: Al2[SіO4](F,OH)2; құрамы (%-бен): Al2O3 – 62-48,2, SіO2 – 39-28,2, F – 13-20,4, H2O – 2,45; қоспалары: Fe2+, Fe3+, Cr, Mg, Tі, V, Ge. Ромбылық сингонияда кристалданып, кристалдары призма пішінді, агрегаттары әдемі друзалы, түйірлі тығыз масса түрінде болып келеді. Кристалдық құрылымының негізінде фтор, оттек атомдарынан тұратын төрт қабатты тығыз түйіннің октаэдрлік қуысында Аl атомдары, тетраэдрлікте Sі орналасқан болып келеді. Кристалдары қысқа бағаналы, призма пішінді қырлары өте көп, ең үлкені 120 кг. Түссіз, ашық көк, күлгін, сары, қызғылт сары, алқызыл, көбінесе мөлдір; жіктілігі жетілген, шыныдай жылтыр, қаттылығы 8, тығыздығы 3,5 г/м3.

Топаз пневматолит және пегматит желілерінде кварц, дала шпаты,  слюда,  касситерит, турмалин, берилл, шеелит, т.б. грейзен құрамына кіретін минералдармен бірге кездеседі.  Топаздың түссіз мөлдір және бояуы әдемі кристалдары 2-3-класты асыл тастар ретінде зергерлік бұйымдар жасауда қолданылады. Ірі кен орындары  Украинада (Волынь),  Оралда, Байкал   сыртында, Бразилияда, Жапонияда, Мадагаскарда, т.б. аймақтарда орналасқан.

Браунит (неміс ғалымы М.Браун есімімен аталған) – күрделі тотықтар класына жататын минерал. Химиялық формуласы: [Mn2+Mn23+SіO­2]. Тетрагональдық сингонияда  кристалданып, октаэдр немесе тетрагональды дипирамида түзеді, түйірлі тұтас агрегаттар түрінде кездеседі. Түсі қара, металдай жылтыр. Қаттылығы 6, меншікті салмағы 4,7-5,0 г/см3. Жапсарлы-пневматолиттік, гидротермальдық және метаморфталған  шөгінді марганец кендерінде таралған. Тотық қабаттарында валенттілігі жоғары марганецтің мөлшері көбейіп  псиломелан  немесе  пиролюзит  минералына ауысады.  Ферромарганец  қорытылатын басты марганец  кентасы. Қазақстанда  Жезді марганец кенінде, Қаражал темір-марганец кенінде кездеседі. Қолданылуы. Браунит марганец өндіруде ең басты минералдың бірі болып табылады. Кендері СССР-де Уралда (Төменгі Тагильдегі Сапальск кені); Чиатурада (Грузия), Жездіде (Қазақстан, Жезқазған ауданы),Атасуда бар. Шет елдегі кені Үндістанда, Оңтүстік Африкада (Постмасбург) бар.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ІІІ. Қорытынды

Болашақта білікті мамандары өсіп жетілген мемлекеттер ғана өркениеттің алдыңғы қатарынан көрінеді. Өркениетті мемлекеттер, ең алдымен, ғылым мен экономиканың, мәдениеттің дамуымен ерекшеленеді.

Президентіміз Н.Ә.Назарбаев бәсекеге қабілетті экономика, адам ресурстарын дамытуды, мемлекеттік бәсекелестік қабілетін арттыруды өз Жолдауында өзекті міндеттеріміз деп айқындап бергеніндей, академик Әбдімәлік Нысанбаевтың: “Қазақстанның экономикалық дамуының қуатты қарқыны таяу болашақта еліміздегі адам ресурстарының тапшылығын ең бір өзекті мәселеге айналдыруы мүмкін. Сондықтан біз отандастарымыздың санын да, сапасын да күрт дамыту ісін қолға алуға мәжбүрміз”,- деп атап көрсетті. Адам баласына шын мәнінде білімді болуы үшін үш қасиет: жан-жақты білім, ойлауға дағдыланғандығы және сезім дарқандығы қажет. Біз – жастар өн бойымызға осы қасиеттерді сіңіріп, жаңашыл үрдіспен еңбек ететін болсақ, бәсекеге қабілетті тұлға боларымыз анық. Сол себепті өзің ұнататын бағытта және тақырыпта жетекшіңмен біріге отырып, түрлі бағытта зерттеу жұмыстарын жүргізудің орны ерекше. Мен химия пәнінен силикаттардың қаншалықты сан алуан түрде табиғатта таралғандығын білгім келіп, оның адамзат үшін ролі қандай екенін анықтау мақсатында «Табиғаттағы силикаттардың алатын орты» атты тақырыптың өзектілігін айқындағым келді.

Ғылым, техника, мәдениет және білім дамуының өзара байланыстылығы мен өзара сабақтастығы химиялық сипатта екендігін ескере отырып, жүргізген теориялық зерттеулеріміз қорытындылары болашақ химия пәніне қызығып, силикаттардың табиғаттағы таралуы мен ролі жайлы тереңірек білгісі келген жастарға маңыздылығы өте жоғары екендігі айқындалды.

Сондықтан жұмысымды қорытындылай келе, көптеген әдебиеттерде кездесе бермейтін силикаттардың түрлерін  жинақтап, олардың тобын, химиялық формуласын, физикалық қасиеттерін, таралуы мен қолданылуын бір жүйеге келтіріп топтадым.

Бұл жұмысым силикаттар жайлы білгісі келетін ізденімпаздар үшін тигізер пайдасы орасан зор болады деп сенемін.

 

 

Пайдаланған әдебиеттер:

  1. Пайдалы қазбалар. Оқулық. — Астана: Фолиант, 2008. — 440 б.ISBN 9965-35-411-1
  2. Орысша-қазақша түсіндірме сөздік: Сәулет және құрылыс / Жалпы редакциясын басқарған э.ғ.д., профессор Е. Арын — Павлодар: «ЭКО» ҒӨФ, 2006. — 280 6.ISBN 9965-808-83-Х
  3. Қазақстан Республикасының табиғаты, 7 том;
  4. Қазақ  энциклопедиясы
  5. Қазақ тілі терминдерінің салалық ғылыми түсіндірме сөздігі: Қ 17 Геология/ Алматы: «Мектеп» баспасы» ЖАҚ , 2003. — 248 бет. ӀSВN 5-7667-8188-1 ӀSВN 9965-16-512-2
  6. Кристаллография, минералогия, петрография. 1990. ISBN 2—9—3 254—69
  7. http://www.tarbie.kz/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мазмұны:

І. Кіріспе …………………………………………………………………………………………………..3

Химиялық технология  ………………………………………………………………………………4

ІІ. Негізгі бөлім………………………………………………………………………………………….5

  1. Кремний қосылыстары ………………………………………………………………………5
    • Минералдарды топтарға бөлу…………………………………………………………….9
      • Химиялық тұздар әдісінің негізі………………………………………………………11
      • Силикаттaрды кристалдық ішкі

құрылысы бойынша топтaудың негізі………………………………………………13

  1. Табиғаттағы силикаттар………………………………………………………………………15
  2. Алюмосиликаттар……………………………………………………………………………….22

ІІІ. Қорытынды…………………………………………………………………………………………34

  1. Пайдаланған әдебиеттер………………………………………………………………………35