硅酸盐晶体结构
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[Si2O6]4[Si4O11]6[Si4O10]4[SiO2]0 [AlSi3O8]1-
Si/O
实例
1：4 2：7 1：3 1：3 1：3
镁橄榄石 Mg2[SiO4] 硅钙石 Ca3[Si2O7] 蓝锥矿 BaTi[Si3O9] Ca2Al2(Fe,Mn)BO3[Si4O12](OH) 绿宝石 Be3Al2[Si6O18]
表2-5 硅酸盐晶体结构类型与Si/O比的关系
结构类 型 岛状
组群状
[SiO4]4- 共 用 O2-数 0 1
2
形状
四面体 双四面体 三节环 四节环 六节环
链状 层状
2 2，3 3
单链 双链 平面层
架状
4
骨架
络阴离子
[SiO4]4[Si2O7]6[Si3O9]6[Si4O12]8[Si6O18]12-
图2－19 绿宝石晶体结构
结构与性质的关系：绿宝石结构的六节环内没有其它离子 存在，使晶体结构中存在大的环形空腔。当有电价低、半 径小的离子（如Na+）存在时，在直流电场中，晶体会表 现出显著的离子电导，在交流电场中会有较大的介电损耗； 当晶体受热时，质点热振动的振幅增大，大的空腔使晶体 不会有明显的膨胀，因而表现出较小的膨胀系数。结晶学 方面，绿宝石的晶体常呈现六方或复六方柱晶形。
结构与性质的关系：结构中每个O2-离子同时和1个 [SiO4]和3个[MgO6]相连接，因此，O2-的电价是饱和的，晶 体结构稳定。由于Mg-O键和Si-O键都比较强，所以，镁橄 榄石表现出较高的硬度，熔点达到1890℃，是镁质耐火材 料的主要矿物。同时，由于结构中各个方向上键力分布比 较均匀，所以，橄榄石结构没有明显的解理，破碎后呈现 粒状。
立体图
投影图
Leabharlann Baidu
图1-22 层状结构硅氧四面体
在层状硅酸盐晶体结构中，硅氧四面体层与水铝氧或 水镁氧八面体层的连接方式有两种：一种是由一层四面体 层和一层水铝（镁）氧八面体层构成，称为1：1型或两层 型结构。另一种是由两层四面体层中间夹一层水铝（镁） 氧八面体层，称为2：1型或三层型结构，见图2-24-a、图224-b示。
双四面体 [Si2O7]6-
三节环 [Si3O9]6-
四节环 [Si4O12]8-
六节环 [Si6O18]12-
孤立的有限硅氧四面体群
组群状结构中Si/O比为2：7或1：3。其中硅钙石 Ca3[Si2O7]，铝方柱石Ca2Al[AlSiO7]和镁方柱石Ca2Mg[Si2O7] 等具有双四面体结构。蓝锥矿BaTi[Si3O9]具有三节环结构。 绿宝石Be3Al2[Si6O18]具有六节环结构。
水铝（镁）氧层分为三八面体型和二八面体型。
（Ａ）１：１型
（Ｂ）２：１型
图1-24 层状结构硅酸盐晶体中硅氧四面体层和 铝氧八面体层的连接方式
1、高岭石的结构
化学式：Al4[Si4O10](OH)8) 或Al2O3·2SiO2·2H2O
高岭石是一种主要的粘土矿物，属三斜晶系，空间群C1；晶胞 参数a=0.514nm，b=0.893nm，c=0.737nm，=91o36，，=104o48，， =89o54，；晶胞分子数Z=1。
§2—2 硅酸盐晶体结构 概述
硅酸盐是构成地壳的主要矿物，也是水泥、陶瓷、 玻璃、耐火材料等硅酸盐的主要原料。
硅酸盐晶体结构共同特点：结构中具有硅氧四面 体。
硅氧间的平均距离： 键型： 硅氧四面体的连接方式：
硅酸盐晶体的组成表征、结构特点及分类 组成表征：
硅酸盐晶体的化学组成甚为复杂。因此，在表 征硅酸盐晶体的化学式时，通常有两种方法：一种 是氧化物方法，另一种是无机络盐表示法(结构式)。
三、链状结构
1、链的类型、重复单元与化学式 硅氧四面体通过共用的氧离子相连接，形成
向一维方向无限延伸的链。依照硅氧四面体共用 顶点数目的不同，分为单链和双链两类。
如果每个硅氧四面体通过共用两个顶点向一维方向无 限延伸，则形成单链，见图2-20-a 。单链结构以[Si2O6]4-为 结构单元不断重复，结构单元的化学式为[Si2O6]。在单链结 构中，按照重复出现与第一个硅氧四面体的空间取向完全 一致的周期不等，单链分为1节链、2节链、3节链……7节 链等7种类型。见图2-20-d，两条相同的单链通过尚未共用 的氧组成带状，形成双链。双链以[Si4O11]6-为结构单元向一 维方向无限伸展，化学式为[Si4O11]。
堇青石Mg2Al3[AlSi5O18] 与绿宝石结构相同，但六节环 中有一个Si4+被Al3+取代；同时，环外的正离子由（Be3Al2） 变为（Mg2Al3），使电价得以平衡。此时，正离子在环形 空腔迁移阻力增大，故堇青石的介电性质较绿宝石有所改 善。堇青石陶瓷热学性能良好，但不宜作无线电陶瓷，因 为其高频损耗大。
结构中的同晶取代：镁橄榄石中的Mg2+可以被Fe2+以任意 比例取代，形成橄榄石（FexMg1-x）SiO4固溶体。
如果Mg2+部分被Ca2+取代，则形成钙橄榄石CaMgSiO4。 如果Mg2+全部被Ca2+取代，则形成-Ca2SiO4，即-C2S， 其中Ca2+的配位数为6。
另一种岛状结构的水泥熟料矿物-Ca2SiO4，即-C2S属于 单斜晶系，其中Ca2+有8和6两种配位。由于其配位不规则，化 学性质活泼，能与水发生水化反应。而-C2S由于配位规则，在 水中几乎是惰性的。
氧化物方法：即把构成硅酸盐晶体的所有氧化物 按一定的比例和顺序全部写出来，先是1价的碱金属氧 化物，其次是2价、3价的金属氧化物，最后是SiO2。 例如，钾长石的化学式写为 K2O·Al2O3·6SiO2；
无机络盐表示法：先写联结硅氧骨干的阳离子，按低价 到高价的顺序，然后写硅氧骨干，并用 [ ]括起来，最后写 水，水可以是OH-形式的，也可以是H2O分子形式的。
(d)
(a)(001)面 上的投影
(b)（100）面上的 投影（显示出单网 层中Al3+填充2/3
八面体空隙）
(c)（001）面上的 投影（显示出硅氧 层的六节环及各离
子的配位信息）
图2-25 高岭石的结构
（d）（010）面 上的投影（显示 出单网层的构成）
结构与性质的关系：根据电价规则计算出层中O2的电价是平衡的，即理论上层内是电中性的，所以，高 岭石的层间只能靠物理键来结合，这就决定了高岭石也 容易解理成片状的小晶体。但层之间在平行叠放时是水 铝氧层的OH－与硅氧层的O2-相接触，故层间靠氢键来结 合。由于氢键结合比分子间力强，所以，水分子不易进 入层内，晶体不会因为水含量增加而膨胀。
岛状硅酸盐晶体主要有锆石英Zr[SiO4]、镁橄榄石 Mg2[SiO4]、蓝晶石Al2O3·SiO2、莫来石3Al2O3·2SiO2以及水泥 熟料中的-C2S、-C2S和C3S等。
镁橄榄石Mg2[SiO4]结构
属斜方晶系，空间群Pbnm；晶胞参数a=0.476nm， b=1.021nm，c=0.599nm；晶胞分子数Z=4。如下图所示。
绿宝石Be3Al2[Si6O18]结构
绿宝石属于六方晶系，空间群P6/mcc，晶胞参数 a=0.921nm，c=0.917nm，晶胞分子数Z=2，如下图2—19。
绿宝石的基本结构单元是由6个[SiO4]四面体组成的 六节环，六节环中的1个Si4+和2个O2-处在同一高度，环 与环相叠起来。图中粗黑线的六节环在上面，标高为100， 细黑线的六节环在下面，标高为50。上下两层环错开 30°，投影方向并不重叠。环与环之间通过Be2+和Al3+离 子连接。
若透辉石结构中的Ca2+全部被Mg2+取代，则形成斜方晶系 的顽火辉石Mg2[Si2O6]。
（A）（010）面上的投影
图2-21 透辉石结构
（B）（001）面上的投影
图2-21 透辉石结构
四、层状结构
1、层状结构的基本单元、化学式与类型 层状结构是每个硅氧四面体通过3个桥氧连接，构
成向二维方向伸展的六节环状的硅氧层（无限四面体 群），见图2-22 。在六节环状的层中，可取出一个矩形 单元[Si4O10]4-，于是硅氧层的化学式可写为[Si4O10]。
镁橄榄石结构中，O2-离子近似于六方最紧密堆积排列， Si4+离子填于四面体空隙的1/8；Mg2+离子填于八面体空隙的 1/2。每个[SiO4]四面体被[MgO6]八面体所隔开，呈孤岛状分 布。
（a） （100） 面上的 投影图
（c） 立体侧
视图
（b）（001）面上的投影图
镁橄榄石结构
图2-18 镁橄榄石晶体理想结构
钾长石：K[AlSi3O8] 高岭石： Al4 [Si4O10] （OH）8
硅酸盐晶体结构的共同特点：
（1）构成硅酸盐晶体的基本结构单元[SiO4]四面体。Si-OSi键是一条夹角不等的折线，一般在145o左右。
（2）[SiO4]四面体的每个顶点，即O2-离子最多只能为两个 [SiO4]四面体所共用。
结构如图2-25，高岭石的基本结构单元是一层硅氧四面体层和 一层水铝氧八面体层构成的两层型结构，两层型结构单位在ab平面内 无限延展，在c轴方向叠放形成高岭石结构。Al3+配位数为6，其中2个 是O2-，4个是OH-，形成[AlO2(OH)4]八面体，正是这两个O2-把水铝氧 层和硅氧层连接起来。水铝氧层中，Al3+占据八面体空隙的2/3。
（3）两个相邻的[SiO4]四面体之间只能共顶而不能共棱或 共面连接。
（4）[SiO4]四面体中心的Si4+离子可部分地被Al3+ 所取代。
硅酸盐晶体结构的分类： 按结构中硅氧四面体的连接方式，分为：岛状、
组群状、链状、层状和架状五种方式。硅酸盐晶体也 分为相应的五种类型，其对应的Si/O由1/4变化到1/2， 结构变得越来越复杂，见表2-5。
1：3 4：11 4：10
1：2
透辉石 CaMg[Si2O6] 透闪石 Ca2Mg5[Si4O11]2(OH)2 滑石 Mg3[Si4O10](OH)2 石英 SiO2 钾长石 K[AlSi3O8]
一、岛状结构
结构特点：
结构中的[SiO4]四面体以孤立状态存在，硅氧四面体之间没 有共用的氧。硅氧四面体中的氧离子，除了与硅离子相连外， 剩下的一价将与其它金属阳离子相连。结构中Si/O比为1：4。
辉石类硅酸盐结构中含有[Si2O6]单链，如透辉石、顽 火辉石等。链间通过金属正离子连接，最常见的是 Mg2+和Ca2 + 。角闪石类硅酸盐含有双链[Si4O11]，如 斜 方 角 闪 石 （ Mg ， Fe ） 7[Si4O11]2 （ OH ） 2 和 透 闪 石 Ca2Mg5[Si4O11]2（OH）2等。
二、组群状结构
组群状结构是2个、3个、4个或6个[SiO4]四面体通过 共用氧相连接形成单独的硅氧络阴离子团，如所示。硅氧 络阴离子团之间再通过其它金属离子连接起来，所以，组 群状结构也称为孤立的有限硅氧四面体群。
有限四面体群中连接两个Si4+离子的氧称为桥氧，由 于这种氧的电价已经饱和，一般不再与其它正离子再配位， 故桥氧亦称为非活性氧。相对地只有一侧与Si4+离子相连 接的氧称为非桥氧或活性氧。
图2－20 硅氧四面体所构成的链
（a）单链结构 （d）双链结构 （c）（b）（e）为从箭头方向观察所得的投影图
单链结构类型
透辉石CaMg[Si2O6]结构
透辉石属单斜晶系，空间群C2/c，晶胞参数a=0.971nm， b=0.889nm，c=0.524nm，=105o37，。晶胞分子数Z=4。如图2-21 所示，硅氧单链[Si2O6]平行于c轴方向伸展，图中两个重叠的硅氧 链分别以粗黑线和细黑线表示。单链之间依靠Ca2+、Mg2+连接。 Ca2+的配位数为8，Mg2+为6。Ca2+负责[SiO4] 底面间的连接， Mg2+负责顶点间的连接。
2、蒙脱石（微晶高岭石）的结构
蒙脱石是一种粘土类矿物，属单斜晶系，空间群C2/ma； 理论化学式为
Al2[Si4O10](OH)2·nH2O； 晶胞参数a=0.515nm，b=0.894nm，c=1.520nm，=90o； 单位晶胞中Z=2。 实际化学式为
（Mx·nH2O） (Al2-xMgx)[Si4O10](OH)2，式中x=0.33， 晶胞参数a0.532nm，b0.906nm，c的数值随含水量而变化， 无水时c0.960nm。
Si/O
实例
1：4 2：7 1：3 1：3 1：3
镁橄榄石 Mg2[SiO4] 硅钙石 Ca3[Si2O7] 蓝锥矿 BaTi[Si3O9] Ca2Al2(Fe,Mn)BO3[Si4O12](OH) 绿宝石 Be3Al2[Si6O18]
表2-5 硅酸盐晶体结构类型与Si/O比的关系
结构类 型 岛状
组群状
[SiO4]4- 共 用 O2-数 0 1
2
形状
四面体 双四面体 三节环 四节环 六节环
链状 层状
2 2，3 3
单链 双链 平面层
架状
4
骨架
络阴离子
[SiO4]4[Si2O7]6[Si3O9]6[Si4O12]8[Si6O18]12-
图2－19 绿宝石晶体结构
结构与性质的关系：绿宝石结构的六节环内没有其它离子 存在，使晶体结构中存在大的环形空腔。当有电价低、半 径小的离子（如Na+）存在时，在直流电场中，晶体会表 现出显著的离子电导，在交流电场中会有较大的介电损耗； 当晶体受热时，质点热振动的振幅增大，大的空腔使晶体 不会有明显的膨胀，因而表现出较小的膨胀系数。结晶学 方面，绿宝石的晶体常呈现六方或复六方柱晶形。
结构与性质的关系：结构中每个O2-离子同时和1个 [SiO4]和3个[MgO6]相连接，因此，O2-的电价是饱和的，晶 体结构稳定。由于Mg-O键和Si-O键都比较强，所以，镁橄 榄石表现出较高的硬度，熔点达到1890℃，是镁质耐火材 料的主要矿物。同时，由于结构中各个方向上键力分布比 较均匀，所以，橄榄石结构没有明显的解理，破碎后呈现 粒状。
立体图
投影图
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图1-22 层状结构硅氧四面体
在层状硅酸盐晶体结构中，硅氧四面体层与水铝氧或 水镁氧八面体层的连接方式有两种：一种是由一层四面体 层和一层水铝（镁）氧八面体层构成，称为1：1型或两层 型结构。另一种是由两层四面体层中间夹一层水铝（镁） 氧八面体层，称为2：1型或三层型结构，见图2-24-a、图224-b示。
双四面体 [Si2O7]6-
三节环 [Si3O9]6-
四节环 [Si4O12]8-
六节环 [Si6O18]12-
孤立的有限硅氧四面体群
组群状结构中Si/O比为2：7或1：3。其中硅钙石 Ca3[Si2O7]，铝方柱石Ca2Al[AlSiO7]和镁方柱石Ca2Mg[Si2O7] 等具有双四面体结构。蓝锥矿BaTi[Si3O9]具有三节环结构。 绿宝石Be3Al2[Si6O18]具有六节环结构。
水铝（镁）氧层分为三八面体型和二八面体型。
（Ａ）１：１型
（Ｂ）２：１型
图1-24 层状结构硅酸盐晶体中硅氧四面体层和 铝氧八面体层的连接方式
1、高岭石的结构
化学式：Al4[Si4O10](OH)8) 或Al2O3·2SiO2·2H2O
高岭石是一种主要的粘土矿物，属三斜晶系，空间群C1；晶胞 参数a=0.514nm，b=0.893nm，c=0.737nm，=91o36，，=104o48，， =89o54，；晶胞分子数Z=1。
§2—2 硅酸盐晶体结构 概述
硅酸盐是构成地壳的主要矿物，也是水泥、陶瓷、 玻璃、耐火材料等硅酸盐的主要原料。
硅酸盐晶体结构共同特点：结构中具有硅氧四面 体。
硅氧间的平均距离： 键型： 硅氧四面体的连接方式：
硅酸盐晶体的组成表征、结构特点及分类 组成表征：
硅酸盐晶体的化学组成甚为复杂。因此，在表 征硅酸盐晶体的化学式时，通常有两种方法：一种 是氧化物方法，另一种是无机络盐表示法(结构式)。
三、链状结构
1、链的类型、重复单元与化学式 硅氧四面体通过共用的氧离子相连接，形成
向一维方向无限延伸的链。依照硅氧四面体共用 顶点数目的不同，分为单链和双链两类。
如果每个硅氧四面体通过共用两个顶点向一维方向无 限延伸，则形成单链，见图2-20-a 。单链结构以[Si2O6]4-为 结构单元不断重复，结构单元的化学式为[Si2O6]。在单链结 构中，按照重复出现与第一个硅氧四面体的空间取向完全 一致的周期不等，单链分为1节链、2节链、3节链……7节 链等7种类型。见图2-20-d，两条相同的单链通过尚未共用 的氧组成带状，形成双链。双链以[Si4O11]6-为结构单元向一 维方向无限伸展，化学式为[Si4O11]。
堇青石Mg2Al3[AlSi5O18] 与绿宝石结构相同，但六节环 中有一个Si4+被Al3+取代；同时，环外的正离子由（Be3Al2） 变为（Mg2Al3），使电价得以平衡。此时，正离子在环形 空腔迁移阻力增大，故堇青石的介电性质较绿宝石有所改 善。堇青石陶瓷热学性能良好，但不宜作无线电陶瓷，因 为其高频损耗大。
结构中的同晶取代：镁橄榄石中的Mg2+可以被Fe2+以任意 比例取代，形成橄榄石（FexMg1-x）SiO4固溶体。
如果Mg2+部分被Ca2+取代，则形成钙橄榄石CaMgSiO4。 如果Mg2+全部被Ca2+取代，则形成-Ca2SiO4，即-C2S， 其中Ca2+的配位数为6。
另一种岛状结构的水泥熟料矿物-Ca2SiO4，即-C2S属于 单斜晶系，其中Ca2+有8和6两种配位。由于其配位不规则，化 学性质活泼，能与水发生水化反应。而-C2S由于配位规则，在 水中几乎是惰性的。
氧化物方法：即把构成硅酸盐晶体的所有氧化物 按一定的比例和顺序全部写出来，先是1价的碱金属氧 化物，其次是2价、3价的金属氧化物，最后是SiO2。 例如，钾长石的化学式写为 K2O·Al2O3·6SiO2；
无机络盐表示法：先写联结硅氧骨干的阳离子，按低价 到高价的顺序，然后写硅氧骨干，并用 [ ]括起来，最后写 水，水可以是OH-形式的，也可以是H2O分子形式的。
(d)
(a)(001)面 上的投影
(b)（100）面上的 投影（显示出单网 层中Al3+填充2/3
八面体空隙）
(c)（001）面上的 投影（显示出硅氧 层的六节环及各离
子的配位信息）
图2-25 高岭石的结构
（d）（010）面 上的投影（显示 出单网层的构成）
结构与性质的关系：根据电价规则计算出层中O2的电价是平衡的，即理论上层内是电中性的，所以，高 岭石的层间只能靠物理键来结合，这就决定了高岭石也 容易解理成片状的小晶体。但层之间在平行叠放时是水 铝氧层的OH－与硅氧层的O2-相接触，故层间靠氢键来结 合。由于氢键结合比分子间力强，所以，水分子不易进 入层内，晶体不会因为水含量增加而膨胀。
岛状硅酸盐晶体主要有锆石英Zr[SiO4]、镁橄榄石 Mg2[SiO4]、蓝晶石Al2O3·SiO2、莫来石3Al2O3·2SiO2以及水泥 熟料中的-C2S、-C2S和C3S等。
镁橄榄石Mg2[SiO4]结构
属斜方晶系，空间群Pbnm；晶胞参数a=0.476nm， b=1.021nm，c=0.599nm；晶胞分子数Z=4。如下图所示。
绿宝石Be3Al2[Si6O18]结构
绿宝石属于六方晶系，空间群P6/mcc，晶胞参数 a=0.921nm，c=0.917nm，晶胞分子数Z=2，如下图2—19。
绿宝石的基本结构单元是由6个[SiO4]四面体组成的 六节环，六节环中的1个Si4+和2个O2-处在同一高度，环 与环相叠起来。图中粗黑线的六节环在上面，标高为100， 细黑线的六节环在下面，标高为50。上下两层环错开 30°，投影方向并不重叠。环与环之间通过Be2+和Al3+离 子连接。
若透辉石结构中的Ca2+全部被Mg2+取代，则形成斜方晶系 的顽火辉石Mg2[Si2O6]。
（A）（010）面上的投影
图2-21 透辉石结构
（B）（001）面上的投影
图2-21 透辉石结构
四、层状结构
1、层状结构的基本单元、化学式与类型 层状结构是每个硅氧四面体通过3个桥氧连接，构
成向二维方向伸展的六节环状的硅氧层（无限四面体 群），见图2-22 。在六节环状的层中，可取出一个矩形 单元[Si4O10]4-，于是硅氧层的化学式可写为[Si4O10]。
镁橄榄石结构中，O2-离子近似于六方最紧密堆积排列， Si4+离子填于四面体空隙的1/8；Mg2+离子填于八面体空隙的 1/2。每个[SiO4]四面体被[MgO6]八面体所隔开，呈孤岛状分 布。
（a） （100） 面上的 投影图
（c） 立体侧
视图
（b）（001）面上的投影图
镁橄榄石结构
图2-18 镁橄榄石晶体理想结构
钾长石：K[AlSi3O8] 高岭石： Al4 [Si4O10] （OH）8
硅酸盐晶体结构的共同特点：
（1）构成硅酸盐晶体的基本结构单元[SiO4]四面体。Si-OSi键是一条夹角不等的折线，一般在145o左右。
（2）[SiO4]四面体的每个顶点，即O2-离子最多只能为两个 [SiO4]四面体所共用。
结构如图2-25，高岭石的基本结构单元是一层硅氧四面体层和 一层水铝氧八面体层构成的两层型结构，两层型结构单位在ab平面内 无限延展，在c轴方向叠放形成高岭石结构。Al3+配位数为6，其中2个 是O2-，4个是OH-，形成[AlO2(OH)4]八面体，正是这两个O2-把水铝氧 层和硅氧层连接起来。水铝氧层中，Al3+占据八面体空隙的2/3。
（3）两个相邻的[SiO4]四面体之间只能共顶而不能共棱或 共面连接。
（4）[SiO4]四面体中心的Si4+离子可部分地被Al3+ 所取代。
硅酸盐晶体结构的分类： 按结构中硅氧四面体的连接方式，分为：岛状、
组群状、链状、层状和架状五种方式。硅酸盐晶体也 分为相应的五种类型，其对应的Si/O由1/4变化到1/2， 结构变得越来越复杂，见表2-5。
1：3 4：11 4：10
1：2
透辉石 CaMg[Si2O6] 透闪石 Ca2Mg5[Si4O11]2(OH)2 滑石 Mg3[Si4O10](OH)2 石英 SiO2 钾长石 K[AlSi3O8]
一、岛状结构
结构特点：
结构中的[SiO4]四面体以孤立状态存在，硅氧四面体之间没 有共用的氧。硅氧四面体中的氧离子，除了与硅离子相连外， 剩下的一价将与其它金属阳离子相连。结构中Si/O比为1：4。
辉石类硅酸盐结构中含有[Si2O6]单链，如透辉石、顽 火辉石等。链间通过金属正离子连接，最常见的是 Mg2+和Ca2 + 。角闪石类硅酸盐含有双链[Si4O11]，如 斜 方 角 闪 石 （ Mg ， Fe ） 7[Si4O11]2 （ OH ） 2 和 透 闪 石 Ca2Mg5[Si4O11]2（OH）2等。
二、组群状结构
组群状结构是2个、3个、4个或6个[SiO4]四面体通过 共用氧相连接形成单独的硅氧络阴离子团，如所示。硅氧 络阴离子团之间再通过其它金属离子连接起来，所以，组 群状结构也称为孤立的有限硅氧四面体群。
有限四面体群中连接两个Si4+离子的氧称为桥氧，由 于这种氧的电价已经饱和，一般不再与其它正离子再配位， 故桥氧亦称为非活性氧。相对地只有一侧与Si4+离子相连 接的氧称为非桥氧或活性氧。
图2－20 硅氧四面体所构成的链
（a）单链结构 （d）双链结构 （c）（b）（e）为从箭头方向观察所得的投影图
单链结构类型
透辉石CaMg[Si2O6]结构
透辉石属单斜晶系，空间群C2/c，晶胞参数a=0.971nm， b=0.889nm，c=0.524nm，=105o37，。晶胞分子数Z=4。如图2-21 所示，硅氧单链[Si2O6]平行于c轴方向伸展，图中两个重叠的硅氧 链分别以粗黑线和细黑线表示。单链之间依靠Ca2+、Mg2+连接。 Ca2+的配位数为8，Mg2+为6。Ca2+负责[SiO4] 底面间的连接， Mg2+负责顶点间的连接。
2、蒙脱石（微晶高岭石）的结构
蒙脱石是一种粘土类矿物，属单斜晶系，空间群C2/ma； 理论化学式为
Al2[Si4O10](OH)2·nH2O； 晶胞参数a=0.515nm，b=0.894nm，c=1.520nm，=90o； 单位晶胞中Z=2。 实际化学式为
（Mx·nH2O） (Al2-xMgx)[Si4O10](OH)2，式中x=0.33， 晶胞参数a0.532nm，b0.906nm，c的数值随含水量而变化， 无水时c0.960nm。