Различные разновидности кремнезёма (двуокиси кремния) имеют, как обычно считают, химическую формулу SiO2. На самом деле, однако, кристаллы как кремнезёма, так и различных силикатов, построены на базе блоков, имеющих формулу SiO4 и представляющих собой кремнево-кислородные тетраэдры (ККТ), в центре которых находится атом кремния Si, а в вершинах связанные с ним ковалентной связью атомы кислорода О. Соединение двух соседних ККТ друг с другом происходит с помощью «мостиков» – атомов кислорода, принадлежащих обоим ККТ и использующих свою двойную отрицательную валентность для связи с атомами кремния в центрах каждого ККТ. Такая одновременная принадлежность двум смежным ККТ имеет место для большинства атомов кислорода внутри кристаллической решётки, что и приводит к приближённой формуле SiO2 для кристалла в целом.
В то же время атомы кислорода, оказавшиеся на поверхности кристалла, имеют одну свободную отрицательную валентность и легко присоединяют либо электрон, образуя отрицательный заряд, либо образуют ковалентную связь с атомом, обладающим единичной положительной валентностью. Для кристаллов, поверхность которых обращена к земной атмосфере или космическому вакууму, таким присоединившимся к поверхностной вершине ККТ атомом является как правило, атом водорода. Величина образующегося в итоге поверхностного заряда и заполнение поверхности химически адсорбированным водородом могут меняться в широких пределах в зависимости от степени ионизации окружающей кристалл среды и от наличия в ней свободного водорода.
- Кремнезёмная или силикатная частица являются сильными адсорбентами и всегда в той или иной степени отрицательно заряжены.
- Обладая отрицательным поверхностным зарядом, кристаллы кремнезёма и силикатов отталкиваются друг от друга.
- Поскольку гравитационное взаимодействие кристаллов несоизмеримо слабее кулоновского, предполагаемая в гипотезе Канта-Лапласа гравитационная агрегация частиц для кремнезёма и силикатов физически невозможна.
Дата последнего обновления: 2010-08-05