Kil mineralleri, bazen demir, magnezyum, alkali ve alkali toprak metallerinin çeşitli safsızlıkları ve bazı gezegen yüzeylerinde veya yakınında bulunan diğer katyonlar ile alüminyumun sulu fillosilikatlarıdır.
Suyun varlığında oluşurlar ve bir kez yaşamın ortaya çıkışı için önemli olduklarından, birçok abiogenez teorisi bu süreçteki rollerini dikkate alır. Toprakların önemli bileşenleridir ve tarım ve üretimde eski zamanlardan beri insanlar için faydalıdırlar.
formasyon
Killer mikaya benzer düz altıgen tabakalar oluşturur. Kil mineralleri yaygın olarak kullanılan ayrışma ürünleri (feldispatın ayrışması dahil) ve düşük sıcaklıklı hidrotermal değişim ürünleridir. Topraklarda, şistler, çamurtaşları ve silttaşı gibi ince taneli tortul kayalarda ve ayrıca ince taneli metamorfik şistlerde ve fillitlerde çok yaygındırlar.
karakteristikleri
Kil mineralleri, kural olarak (ancak zorunlu olarak değil), ultra ince tanelidir. Genellikle parçacık boyutlarının standart sınıflandırmasında 2 mikrometreden daha küçük bir boyuta sahip olduklarına inanılmaktadır, bu nedenle bunları tanımlamak ve incelemek için özel analitik yöntemler gerekli olabilir. Bunlar arasında X-ışını kırınımı, elektron kırınımı yöntemleri, Mössbauer spektroskopisi, kızılötesi spektroskopisi, Raman spektroskopisi ve SEM-EDS gibi çeşitli spektroskopik yöntemler veya otomatik mineraloji süreçleri bulunur. Bu yöntemler, temel fenomenleri veya petrolojik ilişkileri kuran geleneksel bir teknik olan polarize ışık mikroskobu ile desteklenebilir.
yayılma
Su ihtiyacı göz önüne alındığında, kil mineralleri güneş sisteminde nispeten nadirdir, ancak suyun diğer mineraller ve organik maddelerle etkileşime girdiği Dünya'da yaygındır. Ayrıca Mars'ta çeşitli yerlerde keşfedildi. Spektrografi, cüce Ceres ve Tempel 1'in yanı sıra Jüpiter Avrupa'nın uydusu da dahil olmak üzere asteroitler ve planetoidler üzerindeki varlığını doğruladı.
sınıflandırma
Ana kil mineralleri aşağıdaki kümelerde bulunur:
- Kaolinit, dikkit, halloysit ve nakrit (polimerler Al2Si2O5 (OH) 4) minerallerini içeren kaolin grubu. Bazı kaynaklar yapısal benzerliklerden dolayı kaolinit-serpantin grubunu içerir (Bailey 1980).
- Montmorillonit, nontronit ve beidellit gibi dioktahedral simektitler ve örneğin saponit gibi trioktahedral simektitler içeren bir smektit grubu. 2013 yılında, Merak gezgini tarafından yapılan analitik testler, Mars gezegeninde smektit kil minerallerinin varlığı ile tutarlı sonuçlar buldu.
- Kil mika içeren illite grubu. Illit, bu grubun tek mineralidir.
- Klorit grubu, önemli kimyasal varyasyona sahip çok çeşitli benzer mineralleri içerir.
Diğer türler
Bu minerallerin sepiyolit veya atapuljit, uzun su kanallı killer, iç yapıları gibi başka türleri de vardır. Karışık tabaka kil varyasyonları yukarıdaki grupların çoğu için geçerlidir. Sipariş, rastgele veya düzenli sipariş olarak tanımlanır ve ayrıca Almanca'da “aralık” veya “kapsama alanı” anlamına gelen “Reichweit” terimi ile tarif edilir. Edebi makaleler, örneğin, sıralı illit-smektit R1'den bahseder. Bu tip ISISIS kategorisine dahildir. Öte yandan R0, rastgele sıralamayı açıklar. Bunlara ek olarak, başka genişletilmiş sipariş türleri de (R3 vb.) Bulunabilir. Mükemmel R1 türleri olan kil karışık kil mineralleri genellikle kendi isimlerini alır. R1 sıralı klorit-smektit, korrenit, R1-illit-smektit-rectorit olarak bilinir.
Çalışma geçmişi
Kil parçacıklarının moleküler doğasının analizi için gerekli olan x-ışını kırınım teknolojilerinin geliştirilmesi ile kilin doğası bilgisi 1930'larda daha anlaşılır hale geldi. Terminolojinin standardizasyonu, bu süre zarfında, bir levha ve bir uçak gibi karışıklığa yol açan benzer kelimelere özellikle dikkat ederek ortaya çıktı.
Tüm fillosilikatlar gibi kil mineralleri de açılı Si04 tetrahedra ve / veya AI04 oktahedra'nın iki boyutlu tabakaları ile karakterize edilir. Levha blokları (Al, Si) 3O4 kimyasal bileşimine sahiptir. Her silikon tetrahedron, köşe oksijen atomlarının 3 tanesini diğer tetrahedelerle paylaşır ve iki boyutta altıgen bir kafes oluşturur. Dördüncü köşe başka bir tetrahedron ile paylaşılmaz ve tüm tetrahedronlar aynı yöne "işaret eder". Ayrılmamış tüm köşeler sayfanın bir tarafındadır.
yapı
Killerde, tetrahedral levhalar her zaman alüminyum veya magnezyum gibi küçük katyonlardan oluşan ve altı oksijen atomu ile koordine edilen oktahedral levhalara bağlanır. Tetrahedral tabakanın şekilsiz tepe noktası da oktahedral bir tarafın bir parçasını oluşturur, ancak altı tetrahedranın ortasındaki tetrahedral tabakadaki boşluğun üstünde ek bir oksijen atomu bulunur. Bu oksijen atomu, kil yapısında bir OH grubu oluşturan bir hidrojen atomuna bağlanır.
Killer, tetrahedral ve oktahedral tabakaları katmanlar halinde paketleme yöntemine bağlı olarak kategorilere ayrılabilir. Her katmanda sadece bir tetrahedral ve bir oktahedral grup varsa, o zaman 1: 1 kategorisine aittir. Kil 2: 1 olarak bilinen bir alternatif, her biri bölünmemiş tepe noktasına sahip, birbirine doğru yönlendirilmiş ve sekizgen tabakanın her iki tarafını oluşturan iki tetrahedral tabakaya sahiptir.
Tetrahedral ve oktahedral tabakalar arasındaki bağlantı, tetrahedral tabakanın oluklu veya bükülmüş olmasını ve altıgen matrisin dik açılı bozulmasına neden olmasını ve oktahedral tabakanın hizalanmasını gerektirir. Bu, kristalitin genel değerlik bozulmasını en aza indirir.
Dört yüzlü ve oktahedral tabakaların bileşimine bağlı olarak, katmanın bir yükü olmayacak veya negatif olacaktır. Katmanlar şarj edilirse, bu yük Na + veya K + gibi ara katman katyonları ile dengelenir. Her durumda, ara tabaka su da içerebilir. Kristal yapı, diğer katmanlar arasında bulunan bir katman istifinden oluşur.
"Kil kimyası"
Çoğu killer minerallerden yapıldığından, yüksek biyouyumluluk ve ilginç biyolojik özelliklere sahiptirler. Diskin şekli ve yüklü yüzeyler nedeniyle, kil protein, polimerler, DNA, vb. Gibi bir dizi makromolekül ile etkileşime girmektedir.
Kil kimyası, kilin kimyasal yapılarını, özelliklerini ve reaksiyonlarını, ayrıca kil minerallerinin yapısını ve özelliklerini inceleyen uygulamalı bir kimya disiplinidir. Bu, inorganik ve yapısal kimya, fizikokimya, malzeme kimyası, analitik kimya, organik kimya, mineraloji, jeoloji ve diğerlerinden gelen kavram ve bilgileri içeren disiplinler arası bir alandır.
Killerin kimyası (ve fiziği) ve kil minerallerinin yapısı üzerinde çalışmak, akademik ve endüstriyel öneme sahiptir, çünkü bunlar hammadde (seramik vb.), Adsorbanlar, katalizörler vb.
