[科普中國]-沸石水

是存在于沸石族礦物中的中性水分子。沸石的結(jié)構(gòu)中有大的空洞及孔道，水就占據(jù)在這些空洞和孔道中，位置不十分固定。水的含量隨溫度和濕度而變化。加熱至80-400°，水即大量逸出，但不引起晶格的破壞，只引起物理性質(zhì)(如密度、折射率、透明度等)的變化。脫水后的沸石仍能重新吸水，恢復(fù)原有的物理性質(zhì)。可見沸石水具有一定的吸附水的性質(zhì)，但其存在與結(jié)構(gòu)有關(guān)，含量的變化有一定的上限和下限范圍。1

概述以中性水分子存在于沸石族礦物晶格中的水，故稱為沸石水。這種水就其性質(zhì)來說和層間水類似，也是介于結(jié)晶水與吸附水之間的一種特殊類型。沸石族礦物晶體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)之一是都存在有大小不等的孔道，水分子就存在于這些孔道之中(詳見第十六章沸石族礦物)，水分子則常集結(jié)在占據(jù)晶格一定位置的陰離子周圍，并與之發(fā)生配位，其含量有一個(gè)最高的上限值。此數(shù)值與礦物其它組分的含量有簡(jiǎn)單的比例關(guān)系。然而，沸石晶格中的各種孔道都是與外界相通的，因此隨外界溫度和濕度的改變，水可以通過孔道逸出或進(jìn)入，即沸石水的含量也可在一定范圍內(nèi)變化。

沸石族礦物一般從80℃開始失水；至400℃時(shí)水全部析出，其析出過程是連續(xù)的。失水后原礦物的晶格不發(fā)生變化，只是它的一些物理性質(zhì)——透明度、折光率和比重隨失水量的增加而降低。失水后的沸石仍能重新吸水，并恢復(fù)到原來的含水限度，從而再現(xiàn)礦物原來的物理性質(zhì)。

含有層間水和沸石水的礦物，大部具有吸附性陽離子，而這些吸附性陽離子又可伴隨著水分子的逸出或進(jìn)入與介質(zhì)中的陽離子發(fā)生交換，所以通常把這種吸附性陽離子又稱為可交換陽離子，此類礦物的這種特性稱為陽離子交換性質(zhì)。

綜上所述，除吸附水外，其它形式的水都是礦物的重要組成，并隨其在礦物中的存在形式和性質(zhì)不同，對(duì)礦物的晶體結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)產(chǎn)生不同的影響，含層間水及沸石水的礦物的陽離子交換性質(zhì)又是引起此類礦物化學(xué)成分變化的重要原因，并從而具有某種實(shí)用價(jià)值，所以詳細(xì)研究水在礦物中的特性是很重要的，尤其對(duì)于從事石油、水文及工程地質(zhì)的工作者的本身業(yè)務(wù)來說，掌握上述各種水的特性將更具有特殊的意義。2

沸石水的分子折射度要計(jì)算沸石水的分子折射度，就要知道沸石成份的玻璃的折射率和密度，這是比較復(fù)雜的過程。

(1)根據(jù)沸石的分子式，把成份相當(dāng)?shù)牟ＡЭ闯墒鞘⒉Ａ?、鈉長石玻璃、霞石玻璃、鈣長石玻璃等的加和結(jié)果，從而計(jì)算出沸石玻璃的克分子體積。

(2)根據(jù)克分子體積和分子量計(jì)算沸石玻璃的密度。

(3)根據(jù)分子式、克分子體積，用葉大年提出的公式(葉大年，1974a)、或格拉斯頓一代爾公式都可以計(jì)算出沸石玻璃的折射率。

(4)根據(jù)含水沸石的分子式，折射率和密度，計(jì)算出(按洛侖茨一洛侖茲公式)含水沸石的分子折射度。

(5)按沸石玻璃的折射率、計(jì)算值和密度計(jì)算值，計(jì)算沸石玻璃的分子折射度。

(6)含水沸石的分子折射度減去沸石玻璃的折射度，即是水的總折射度，總折射度除以沸石分子中水分子的數(shù)量，即求出一個(gè)沸石水分子的折射度。

沸石水的分子體積在計(jì)算沸石水的分子體積時(shí)，不僅僅認(rèn)為空腔和通道是沸石水造成的，而且認(rèn)為沸石的松弛的架狀結(jié)構(gòu)也是沸石水造成的。

沸石水分子的“顯微密度”從沸石水分子體積，很容易算出它的顯微密度’，平均值1.369/cm3，標(biāo)準(zhǔn)偏差0.159/cm3?？墒欠惺娘@微密度與結(jié)構(gòu)水、結(jié)晶水沒有明顯的差別，但卻明顯地不同于層問水與自然水(包括冰)。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

屈明 - 副研究員 - 西南大學(xué)