水滑石的结构式可通过以下要点进行说明:
一、基本结构单元
层板结构 水滑石由MgO₆八面体通过共用棱形成的层板结构构成,层板厚度约为0.47nm,与水镁石(Mg(OH)₂)结构相似。
电荷平衡机制
层板上的Mg²⁺离子带正电,通过层间可交换的阴离子(如CO₃²⁻)实现电中性。例如,典型的镁铝碳酸根型水滑石Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃·4H₂O中,Mg²⁺与CO₃²⁻的配比维持整体电中性。
二、结构特点
可调控性
金属阳离子(如Mg²⁺、Al³⁺)和阴离子(如CO₃²⁻、OH⁻)均可替换,形成多种同型异构体(如LDHs,Layered Double Hydroxides)。例如,将Mg²⁺替换为Al³⁺可得到Al₆(CO₃)₄(OH)₂。
粒径与分布
通过共沉淀法等合成手段,可控制水滑石颗粒的粒径和分布,满足不同应用需求。
三、相关术语
层状双氢氧化物(LDHs): 包含水滑石的更广泛类别,其结构可包含不同金属阳离子和阴离子组合。 钙锌稳定剂
四、结构示意图
层状结构示意图显示,MgO₆八面体通过共用棱形成三维网状层板,阳离子位于层顶,阴离子位于层间。
综上,水滑石的结构式以MgO₆八面体层板为核心,通过金属阳离子和阴离子的替换实现功能调控,具有广泛的应用潜力。