โครงสร้างผลึกของซีโอไลต์

โครงสร้างผลึกของซีโอไลต์สามารถแบ่งออกเป็นสามองค์ประกอบ: (1) โครงสร้างอะลูมิโนซิลิเกต (2) รูพรุนและช่องว่างที่มีไอออนบวกที่แลกเปลี่ยนได้ M ในเฟรมเวิร์ก (3) โมเลกุลของน้ำระยะแฝง ได้แก่ น้ำซีโอไลต์

โครงสร้างของซีโอไลต์ค่อนข้างแตกต่างจากโครงสร้างของควอตซ์และเฟลด์สปาร์ โครงสร้างเฟรมเวิร์กของควอตซ์และเฟลด์สปาร์ค่อนข้างแน่น โดยมีความถ่วงจำเพาะ 2.6~2.7 ในขณะที่โครงสร้างเฟรมเวิร์กของซีโอไลต์ค่อนข้างเบา โดยมีความถ่วงจำเพาะ 2.0~2.2 โพรงหลังการคายน้ำอาจมีขนาดใหญ่ถึง 47 เปอร์เซ็นต์ เช่น chabazite หรือแม้แต่ 50 เปอร์เซ็นต์ เช่น ซีโอไลต์สังเคราะห์

ในโครงสร้างเฟลด์สปาร์ ไอออนบวกของโลหะถูกกักขังอยู่ในส่วนคั่นของกรอบผลึกที่ประกอบด้วยไอออน O และไอออนของโลหะไอออนเหล่านี้จะเคลื่อนที่โดยอิสระได้ยากเว้นแต่คริสตัลจะถูกทำลาย การแลกเปลี่ยน Na หรือ K โดย Ca จะต้องดำเนินการในเวลาเดียวกันกับการแทนที่ Si และ Al นั่นคือการแทนที่แบบคู่ ซึ่งจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงของอัตราส่วน Si/AI อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

ในโครงสร้างที่คล้ายเฟลด์สปาร์ ไอออนของโลหะจะอยู่ในช่องว่างที่ค่อนข้างเปิดซึ่งเชื่อมต่อถึงกัน โดยมีความถ่วงจำเพาะ 2.14~2.45 และไอออนบวกสามารถแลกเปลี่ยนซึ่งกันและกันผ่านทางเดินของโครงสร้างโดยไม่ทำลายโครงสร้างผลึก Sodalite และ hydronepheline เคยเป็นแร่ธาตุซีโอไลต์

ในโครงสร้างซีโอไลต์ ไอออนของโลหะจะอยู่ในรูพรุนขนาดใหญ่และเชื่อมต่อถึงกันของโครงสร้างผลึก ดังนั้นไอออนบวกจึงสามารถแลกเปลี่ยนผ่านรูพรุนได้อย่างอิสระโดยไม่กระทบต่อโครงสร้างผลึก การแลกเปลี่ยนเช่น 2(Na,K)(Ca2 plus ) เกิดขึ้นได้ง่ายในซีโอไลต์ แต่ไม่ใช่ในเฟลด์สปาร์ รูปแบบการแลกเปลี่ยนนี้ อาจเป็นรูปแบบการแลกเปลี่ยนไอออนที่รุนแรง จำกัดเฉพาะซีโอไลต์และแร่ธาตุที่คล้ายคลึงกัน

การเชื่อมต่อระหว่างโมเลกุลของน้ำของซีโอไลต์กับเฟรมเวิร์กไอออนและไอออนบวกของโลหะที่แลกเปลี่ยนได้โดยทั่วไปจะผ่อนคลายและอ่อนแอ โมเลกุลของน้ำเหล่านี้สามารถเคลื่อนที่เข้าและออกจากรูขุมขนได้อิสระมากกว่าไอออนบวก ภายใต้อิทธิพลของความร้อน มันสามารถถอดและติดได้อย่างอิสระโดยไม่กระทบต่อโครงสร้างโครงกระดูก