ケイ酸イオンとは? わかりやすく解説

ケイ酸イオン

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/07/04 22:34 UTC 版)

ケイ酸」の記事における「ケイ酸イオン」の解説

ケイ酸塩#ケイ酸イオン」も参照 最も簡単な構造のものはオルトケイ酸イオン(—さん—、orthosilicate, SiO4−4)であり、形式的にオルトケイ酸四段目解離により生成するが、水溶液中ではたとえ強塩基であってもこのようなイオン確認されず、マグネシウム塩すなわち橄欖石のような天然鉱物中に存在し、ネソケイ酸塩と呼ばれる正四面体構造で、橄欖石結晶中においてSi−O結合距離は164pmである。 縮合して2個のSiO4四面体酸素架橋した二ケイ酸イオン(Si2O6−7)を含む鉱物はソロケイ酸塩と呼ばれ緑簾石などがある。 さらにSiO4四面体鎖状結合したイノケイ酸塩((SiO3)2n−n, (Si4O11)6n−n)、環状構造のサイクロケイ酸塩((SiO3)12−)6、層状構造のフィロケイ酸塩((Si2O5)2n−n)および三次元構造のテクトケイ酸塩((AlxSi4-xO8)xn−n)が存在する

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ケイ酸イオン

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/07/13 04:39 UTC 版)

ケイ酸塩」の記事における「ケイ酸イオン」の解説

4配位ケイ酸イオン中のケイ素原子は、4個の酸素原子によって囲まれ四面体構造をとり、この四面体が1個から無限個まで連なった多様な種類がある。 オルトケイ酸イオン (SiO44−)、ピロケイ酸イオン (Si2O76−)、他の縮合ケイ酸イオンが知られている。環状ケイ酸イオンとしては Si3O96− と Si6O1812− が知られている。さらに、以下のような多様な無限ポリイオンが存在する1次元鎖状 (pyroxene) 型 (SiO32−)n。各 SiO4 四面体は2個の酸素原子を隣の SiO4 四面体共有し形式的に残り2個の酸素アニオンとなる。 1次元二重鎖状 (amphybole) 型 (Si4O116−)n 2次元シート状 各 SiO4 四面体は3個の酸素原子を隣の SiO4 四面体共有し形式的に残り1個の酸素アニオンとなる。ほとんどの2次元シート状アニオン巨大すぎて、常温では固体コロイド溶液でしか存在できない3次元網目状 各 SiO4 四面体は4個の酸素原子を隣の SiO4 四面体共有する。この構造100% だと組成式 SiO2二酸化ケイ素であるが、一部SiO2 が他の金属酸化物に置き換わった (M(I)2O)2x(SiO2)1-x や (M(II)O)2x(SiO2)1-x のような組成化合物では、ケイ素原子取り除かれ欠陥部がアニオンとなった (SiO2(1-x))O2x4x− のようなポリイオンが考えられる。ただし金属 M がイオンというよりも酸素原子共有結合してポリケイ酸イオン一部となっていると考えた方が良い構造場合もある。 2次元シート状および3次元網目状のポリケイ酸イオン一部ケイ素原子が、アルミニウムホウ素リン、またチタンなどの遷移金属置き換えられたものがある。これらは化学的にはアルミノケイ酸イオンホウケイイオン呼ばれるべきものであるが、ケイ酸イオンの一種として扱われることが多い。特にアルミノケイ酸塩には非常に多くのものが知られている。非晶質3次元網目状ケイ酸塩ケイ酸ガラスとして知られる

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