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Alumosilicatos
Presentan, al igual que los silicatos, una gran variedad
estructural.
Alumosilicatos laminares
Arcillas: capas alumosilicato neutras.
Al2(OH)4Si2O5 (mineral caoln; tipo 1:1))
Al2(OH)2Si4O10 (pirofilita; tipo 2:1).
Micas: capas alumosilicato aninicas con cationes entre
ellas.
KAl2(OH)2Si3AlO10 (muscovita mica)
CaSi2Al2O8 (anortita)
Talco: capas neutras.
Mg3(OH)2Si4O10 (estructura tipo 2:1; similar a la
pirofilita)
Alumosilicatos tridimensionales:
Feldespatos y zeolitas
COMPUESTOS SILICIO-OXGENO
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Aluminosilicatos laminares
(a) Capa infinita Si2O52-
Los tomos de oxgeno se encuentran
sobre los tomos de silicio.
(b) Vista de perfil de la estructura de una arcilla 1:1
Caolinita: M=Al3+ ; capa inferior de aniones OH-
COMPUESTOS SILICIO-OXGENO
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Estructura de la caolinita Estructura de la pirofilita (tipo
2:1)
La montmorillonita posee igual
estructura, salvo que puede haber
sustitucin del Al3+ por Mg2+ o Fe2+.
Arcillas
COMPUESTOS SILICIO-OXGENO
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COMPUESTOS SILICIO-OXGENO
Caolinita
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(a) Estructura de la muscovita mica
KAl2(OH)2Si3AlO10 (tipo 2:1)
Los tomos de K+ se sitan entre las capas
cargadas (sitos catinicos intercambiables).
El Si4+ se sita en sitios con NC= 4 y el Al 3+
en sitios con NC = 6.
(b) Estructura del talco
Los tomos de Mg2+ se sitan en sitios
octadricos y los tomos de oxgeno situados
en la parte superior e inferior de la estructura,
se reemplazan por grupos OH.
COMPUESTOS SILICIO-OXGENO
Micas y talco
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COMPUESTOS SILICIO-OXGENO
Mica - Muscovita
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COMPUESTOS SILICIO-OXGENO
Talco
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Estructura de la arcilla caolinita
Misma estructura que (b), pero esta se
encuentra hidratada. Ntese fcil
absorcin de las molculas polares de
agua entre las capas.
COMPUESTOS SILICIO-OXGENO
Estructura de la mica
Misma estructura que (d), pero
enfatizando la naturaleza del enlace
entre las capas.
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Alumosilicatos tridimensionales
Feldespatos:
Principal constituyente de las rocas gneas.
Posee una estructura alumosilicato tridimensional aninica
originada por
sustitucin isomrfica de parte de los Si4+ por Al3+. La carga
negativa del
armazn se compensa por la presencia de cationes (K+, Na+,
Ca2+,
Al3+)ubicados en cavidades de la estructura.
Ejemplo: KAlSi3O8 K[(AlO2)(SiO2)3]
COMPUESTOS SILICIO-OXGENO
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Alumosilicatos tridimensionales
Zeolitas:
Son la clase ms importante de alumosilicatos tridimensionales
por sus
mltiples y crecientes aplicaciones como tamices moleculares,
intercambiadores inicos y en catlisis.
Su estructura consiste de un alumosilicato aninico de estructura
abierta* que
posee cavidades o tneles de diversos tamaos ocupados por
cationes y por
molculas de agua.
Las cavidades quedan definidas por la estructura cristalina, de
modo que son
altamente regulares y de tamao preciso.
* u otro compuesto de esqueleto anlogo.
COMPUESTOS SILICIO-OXGENO
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Alumosilicatos tridimensionales
Aplicaciones
Intercambiadores catinicos
Los cationes que ocupan las cavidades poseen suficiente libertad
de
movimiento como para permitir su intercambio por otros que
tengan mayor
afinidad por la cavidad en particular.
Tamices moleculares
Las zeolitas son una subclase muy importante de este tipo de
compuestos
porque poseen aperturas de dimensiones moleculares, que
adsorben
selectivamente diferentes molculas.
Los tamices moleculares poseen la ventaja de ser mucho ms
selectivos que
otros slidos de gran superficie como silicagel o carbn
activado.
COMPUESTOS SILICIO-OXGENO
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Alumosilicatos tridimensionales
Aplicaciones
Catlisis
Las zeolitas encuentran amplia aplicacin en el campo de la
catlisis
heterognea. Su gran selectividad a formas y tamaos resulta
sumamente til
en sntesis.
Ejemplo: Zeolita ZSM-5 en sntesis de orto-xileno
(1,2-dimetilbenceno)
COMPUESTOS SILICIO-OXGENO
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Zeolitas
Cavidades de diferentes dimensiones
(a) Cabazita
Ca6Al12Si24O72.H2O
(b) Gmelinita
[(Na2Ca)Al8Si16O48.24H2O]
(c) Erionita
Ca4.5Al9Si27O72.27H2O
Silicatos tridimensionales
COMPUESTOS SILICIO-OXGENO
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Ntese las jaulas de sodalita (octaedro trunco), los pequeos
cubos, y el gran
cubo central.
Representacin de la estructura de una zeolita tipo A
COMPUESTOS SILICIO-OXGENO
