Glineni minerali su vodeni filosilikati aluminija, ponekad s različitim nečistoćama željeza, magnezija, alkalnih i zemnoalkalnih metala, kao i drugi kationi koji se nalaze na ili u blizini nekih planetarnih površina.
Formiraju se u prisustvu vode, a nekada su bile važne za nastanak života, jer mnoge teorije abiogeneze uzimaju u obzir njihovu ulogu u ovom procesu. Važne su komponente tla i korisne su ljudima od davnina u poljoprivredi i proizvodnji.
formacija
Gline tvore ravne šesterokutne listove slične sljubi. Glineni minerali uobičajeni su proizvodi za vremenske uvjete (uključujući vremenske uvjete od feldspratra) i niskotemperaturni proizvodi hidrotermalnih promjena. Vrlo su česti u tlima, u sitnozrnatim sedimentnim stijenama kao što su škriljevci, blatobrani i muljevici, kao i u sitnozrnatim metamorfnim škriljcima i filitima.
karakteristike
Glineni minerali su u pravilu (ali ne nužno) ultrazrnati. Općenito se smatra da imaju veličinu manju od 2 mikrometra u standardnoj klasifikaciji veličina čestica, pa će biti potrebne posebne analitičke metode za njihovo prepoznavanje i proučavanje. To uključuje difrakciju rendgenskih zraka, elektronsku difrakciju, razne spektroskopske metode poput Mössbauerove spektroskopije, infracrvenu spektroskopiju, Ramansku spektroskopiju i SEM-EDS, ili automatizirane mineraloške procese. Ove se metode mogu nadopuniti polariziranom svjetlosnom mikroskopijom, tradicionalnom tehnikom koja uspostavlja temeljne pojave ili petrološke odnose.
širenje
S obzirom na potrebu za vodom, minerali od gline relativno su rijetki u Sunčevom sustavu, iako su rasprostranjeni na Zemlji, gdje voda komunicira s drugim mineralima i organskim tvarima. Otkriveni su i na nekoliko mjesta na Marsu. Spektrografija je potvrdila njihovu prisutnost na asteroidima i planetoidima, uključujući patuljasti planet Ceres i Tempel 1, kao i mjesec Jupitera Europe.
klasifikacija
Glavni minerali gline uključeni su u sljedeće skupine:
- Kaolinska skupina, koja uključuje minerale kaolinit, dikkit, halloysit i nakrit (polimorfi Al2Si2O5 (OH) 4). Neki izvori uključuju kaolinit-serpentinsku skupinu zbog strukturnih sličnosti (Bailey 1980).
- Skupina smektita koja uključuje dioktaedralne smektite, poput montmorilonita, nontronita i beidelitita, i trioktaedralnih smektita, na primjer, saponite. U 2013. analitički testovi rovera Curiosity otkrili su rezultate u skladu s prisustvom minerala smektitne gline na planeti Mars.
- Nepismena skupina, koja obuhvaća glinene sljude. Illit je jedini uobičajeni mineral ove skupine.
- Kloritna grupa uključuje širok spektar sličnih minerala sa značajnom kemijskom varijacijom.
Ostale vrste
Postoje i druge vrste ovih minerala poput sepiolita ili atapulgita, gline s dugim vodenim kanalima, unutarnje strukture. Varijacije miješanih slojeva gline relevantne su za većinu gore navedenih skupina. Naručivanje je opisano kao slučajno ili redovito naručivanje i dalje je opisano izrazom "Reichweit", što na njemačkom znači "raspon" ili "pokriće". Književni članci navode na primjer naručeni nepismeni smektit R1. Ova vrsta je uključena u ISISIS kategoriju. R0, s druge strane, opisuje slučajno redoslijed. Pored njih, mogu se pronaći i druge proširene vrste naručivanja (R3 itd.). Glineni miješani minerali od gline, koji su savršeni tipovi R1, često dobivaju vlastita imena. R1-naručeni klorit-smektit poznat je kao korensit, R1-ilit-smektit-rektorit.
Studij povijesti
Poznavanje prirode gline postalo je razumljivije 1930-ih s razvojem rendgenskih difrakcijskih tehnologija potrebnih za analizu molekularne prirode čestica gline. U ovom se razdoblju pojavila i standardizacija terminologije, s posebnom pažnjom na slične riječi, što je dovelo do zbrke, poput lista i ravnine.
Kao i svi filosilikati, minerale od gline karakteriziraju dvodimenzionalni slojevi kutnih SiO4 tetraedra i / ili AlO4 oktaedra. Listovi blokova imaju kemijski sastav (Al, Si) 304. Svaki tetraed silicij dijeli 3 svoje vertikalne atome kisika s ostalim tetraedama, tvoreći šesterokutnu rešetku u dvije dimenzije. Četvrti vrh se ne dijeli s drugim tetraedrom, a svi tetraedri "usmjeravaju" se u istom smjeru. Sve nerazdvojene vrhove nalaze se na jednoj strani lista.
struktura
U glinama su tetraedarski listovi uvijek vezani oktaedarskim listovima formiranim od malih kationa, poput aluminija ili magnezija, i koordinirani sa šest atoma kisika. Neoblikovana vrh verzije tetraedarskog lima također čini dio jedne strane oktaedra, ali dodatni atom kisika smješten je iznad praznine u tetraedarskom listu u sredini šest tetraedra. Ovaj atom kisika veže se na atom vodika koji formira OH grupu u strukturi gline.
Gline se mogu podijeliti u kategorije ovisno o načinu pakiranja tetraedarskog i oktaedarskog lima u slojeve. Ako u svakom sloju postoji samo jedna tetraedarska i jedna oktaedrska skupina, onda ona pripada kategoriji 1: 1. Alternativa, poznata kao glina 2: 1, ima dva tetraedarska lista s nepodijeljenom vrhom svakog od njih, koja su usmjerena jedna prema drugoj i tvore svaku stranu osmerokutnog lima.
Veza između tetraedarskog i oktaedarskog lima zahtijeva da tetraedarski list postane valovit ili uvijen, što izaziva ditrigonalno izobličenje šesterokutne matrice, a oktaedarski list se poravnava. Ovo minimizira cjelokupno valentno izobličenje kristalita.
Ovisno o sastavu čestica tetraedra i oktaedra, sloj neće imati naboja niti će imati negativan. Ako su slojevi nabijeni, taj se naboj uravnotežuje pomoću slojeva kationa između Na + ili K +. U svakom slučaju, srednji sloj može sadržavati i vodu. Kristalna struktura nastaje iz gomile slojeva smještenih između ostalih slojeva.
"Kemija gline"
Budući da se većina glina sastoji od minerala, oni imaju visoku biokompatibilnost i zanimljiva biološka svojstva. Zbog oblika diska i nabijenih površina, glina djeluje u velikom broju makromolekula tvari kao što su bjelančevine, polimeri, DNK, itd. Neke od primjena gline uključuju isporuku lijekova, inženjering tkiva i biootisak.
Kemija gline je primijenjena disciplina kemije koja proučava kemijske strukture, svojstva i reakcije gline, kao i strukturu i svojstva minerala gline. Ovo je interdisciplinarno polje koje uključuje koncepte i znanja iz neorganske i strukturne kemije, fizikalne kemije, materijalne kemije, analitičke kemije, organske kemije, mineralogije, geologije i drugih.
Proučavanje kemije (i fizike) gline i strukture glinenih minerala od velikog je akademskog i industrijskog značaja, jer spadaju u najčešće korištene industrijske minerale koji se koriste kao sirovine (keramika itd.), Adsorbensa, katalizatora itd.
