ساختار کریستالی زئولیت

ساختار کریستالی زئولیت را می توان به سه جزء تقسیم کرد: (1) چارچوب آلومینوسیلیکات، (2) منافذ و حفره های حاوی کاتیون های تبادلی M در چارچوب، (3) مولکول های آب فاز نهفته، یعنی آب زئولیت.

ساختار زئولیت تا حدودی با چارچوب کوارتز و فلدسپات متفاوت است. ساختار چارچوب کوارتز و فلدسپات نسبتاً سفت و با وزن مخصوص 2.6~2.7 است، در حالی که ساختار چارچوب زئولیت نسبتاً پراکنده و با وزن مخصوص 2.0~2.2 است. حفره بعد از کم آبی می تواند به 47 درصد مانند شابازیت یا حتی 50 درصد مانند زئولیت مصنوعی برسد.

در ساختار فلدسپات، کاتیون های فلزی در فواصل چارچوب کریستالی متشکل از یون O محدود می شوند و حرکت آزادانه این کاتیون های فلزی دشوار است مگر اینکه کریستال از بین برود. تبادل Na یا K توسط Ca باید همزمان با جایگزینی Si و Al انجام شود، یعنی جایگزینی جفتی، که به ناچار منجر به تغییر نسبت Si/AI می شود.

در ساختار فلدسپات مانند، کاتیون های فلزی در شکاف های به هم پیوسته نسبتا باز، با وزن مخصوص 2.14 تا 2.45 قرار دارند و کاتیون ها می توانند از طریق مسیرهای ساختاری بدون تخریب چارچوب کریستالی، با یکدیگر تبادل کنند. سودالیت و هیدرونفلین زمانی کانی های زئولیت محسوب می شدند.

در ساختار زئولیت، کاتیون های فلزی در منافذ یا حفره های بزرگتر و به هم پیوسته ساختار کریستالی قرار دارند. بنابراین، کاتیون‌ها می‌توانند آزادانه از طریق منافذ بدون تأثیر بر چارچوب کریستالی تبادل کنند. تبادلاتی مانند 2(Na,K) (Ca2 plus) در زئولیت آسان است، اما در فلدسپات نه. این شکل تبادل، احتمالاً شکل شدید تبادل یونی، محدود به زئولیت ها و کانی های مشابه است.

ارتباط بین مولکول‌های آب زئولیت و یون‌های چارچوب و کاتیون‌های فلزی قابل تبادل عموماً آرام و ضعیف است. این مولکول های آب می توانند آزادانه تر از کاتیون ها به داخل و خارج منافذ حرکت کنند. تحت تأثیر گرما، می توان آن را آزادانه جدا کرد و بدون تأثیر بر ساختار اسکلت آن متصل شد.