Glineni minerali so vodni filosilikati aluminija, včasih z različnimi nečistočami železa, magnezija, alkalije in zemeljskoalkalijske kovine, pa tudi drugi kationi, ki jih najdemo na ali v bližini nekaterih planetarnih površin.
Nastanejo v prisotnosti vode in nekoč so bile pomembne za nastanek življenja, saj številne teorije abiogeneze upoštevajo njihovo vlogo v tem procesu. So pomembni sestavni deli tal in ljudem že od antičnih časov koristijo v kmetijstvu in proizvodnji.
Izobraževanje
Gline tvorijo ravne šesterokotne liste, podobne sljudi. Glineni minerali so običajni vremenski proizvodi (vključno z vremenskim vplivom feldspar) in nizkotemperaturni proizvodi hidrotermalnih sprememb. Zelo pogosti so v tleh, v drobnozrnate sedimentne kamnine, kot so skodle, blatniki in mulji, pa tudi v drobnozrnate metamorfne škrilce in filate.
Značilnosti
Glineni minerali so praviloma (vendar ne nujno) zelo drobni. Na splošno velja, da imajo v standardni klasifikaciji velikosti delcev velikost manj kot 2 mikrometra, zato bodo za njihovo identifikacijo in proučevanje morda potrebne posebne analitične metode. Sem spadajo rentgenska difrakcija, elektronske difrakcijske metode, različne spektroskopske metode, kot so Mössbauerjeva spektroskopija, infrardeča spektroskopija, Ramanska spektroskopija in SEM-EDS, ali avtomatizirani mineraloški procesi. Te metode je mogoče dopolniti s polarizirano svetlobno mikroskopijo, tradicionalno tehniko, ki vzpostavlja temeljne pojave ali petrološke odnose.
Distribucija
Glineni minerali so glede na potrebo po vodi razmeroma redki v osončju, čeprav so razširjeni na Zemlji, kjer voda medsebojno deluje z drugimi minerali in organsko snovjo. Odkrili so jih tudi na več mestih na Marsu. Spektrografija je potrdila njihovo prisotnost na asteroidih in planetoidih, vključno z pritlikavim planetom Ceres in Tempel 1, pa tudi na Luni Jupiter Evrope.
Razvrstitev
Glavni minerali gline so vključeni v naslednje skupine:
- Kaolinska skupina, ki vključuje minerale kaolinit, dikkit, halloysit in nakrit (polimorfi Al2Si2O5 (OH) 4). Nekateri viri vključujejo kaolinitno-serpentinsko skupino zaradi strukturnih podobnosti (Bailey 1980).
- Skupina smektita, ki vključuje dioktaedrske smektite, kot so montmorillonit, nontronit in beidellit, in trioktaedralni smektiti, na primer saponit. Leta 2013 so analitični testi roverja Curiosity ugotovili rezultate, skladne s prisotnostjo mineralov smektitne gline na planetu Mars.
- Nepismena skupina, ki vključuje gline sljude. Illit je edini pogosti mineral te skupine.
- Kloritna skupina vključuje širok spekter podobnih mineralov s pomembno kemično variacijo.
Druge vrste
Obstajajo tudi druge vrste teh mineralov, kot so sepiolit ali atapulgit, gline z dolgimi vodnimi kanali, notranje strukture. Spremembe mešanih plasti gline so pomembne za večino zgornjih skupin. Naročanje je opisano kot naključno ali redno naročanje, nadalje pa ga opisuje izraz "Reichweit", ki v nemščini pomeni "obseg" ali "pokritost". Literarni članki navajajo na primer naročeni nepisem smektit R1. Ta vrsta je vključena v kategorijo ISISIS. R0 na drugi strani opisuje naključno urejanje. Poleg njih je mogoče najti tudi druge razširjene vrste naročanja (R3 itd.). Glineni mešani minerali gline, ki so popolne vrste R1, pogosto dobijo lastna imena. Klorit-smektit po naročilu R1 je znan kot korensit, R1-ilit-smektit-rektorit.
Študij zgodovine
Poznavanje narave gline je postalo bolj razumljivo v tridesetih letih 20. stoletja z razvojem rentgenskih difrakcijskih tehnologij, potrebnih za analizo molekularne narave glinenih delcev. V tem obdobju se je pojavila tudi standardizacija terminologije s posebno pozornostjo do podobnih besed, ki so privedle do zmede, kot sta list in ravnina.
Kot za vse filosilikate so za glinene minerale značilni dvodimenzionalni sloji kotnih SiO4 tetraedrov in / ali oktaedrov AlO4. Listi bloki imajo kemično sestavo (Al, Si) 304. Vsak silicijev tetraeder deli 3 svoje vrhnje atome kisika z drugimi tetraedri in tvori šesterokotno rešetko v dveh dimenzijah. Četrta vrha ni deljena z drugim tetraedrom in vsi tetraedri "usmerijo" v isto smer. Vse nerazdeljene tocke so na eni strani lista.
Struktura
V glinah so tetraedrske plošče vedno vezane na oktaedrske plošče, ki jih tvorijo majhni kationi, na primer aluminij ali magnezij, in jih koordinira šest atomov kisika. Neoblikovana zgornja meja tetraedrske plošče je tudi del ene strani oktaedra, vendar je dodatni kisikov atom nameščen nad vrzeljo v tetraedrskem listu v središču šestih tetraedrov. Ta kisikov atom je vezan na atom vodika, ki tvori OH skupino v strukturi gline.
Gline lahko razdelimo v kategorije glede na način pakiranja tetraedrskih in oktaedrskih listov v plasteh. Če je v vsaki plasti le ena tetraedrska in ena oktaedrska skupina, potem spada v kategorijo 1: 1. Alternativa, znana kot glina 2: 1, ima dva tetraedrska lista z nerazdeljeno točko vsakega od njih, usmerjena drug proti drugemu in tvorita vsako stran osmerokotne pločevine.
Povezava med tetraedrsko in oktaedrsko ploščo zahteva, da tetraedrski list postane valovit ali zvit, kar povzroči ditrigonalno popačenje šestkotne matrice in oktaedrski list poravna. To minimizira splošno valenčno izkrivljanje kristalita.
Glede na sestavo tetraedrskih in oktaedrskih listov sloj ne bo imel naboja ali bo imel negativen. Če so plasti napolnjene, se ta naboj uravnoteži s katjoni vmesnih slojev, kot sta Na + ali K +. Vmesni sloj lahko v vsakem primeru vsebuje tudi vodo. Kristalna struktura je oblikovana iz svežnja plasti, ki se nahajajo med drugimi plastmi.
"Kemija gline"
Ker je večina gline narejena iz mineralov, imajo visoko biokompatibilnost in zanimive biološke lastnosti. Zaradi oblike diska in napolnjenih površin glina posega v številne makromolekule snovi, kot so beljakovine, polimeri, DNK itd. Nekatere uporabe gline vključujejo dostavo drog, tkivni inženiring in biotiskanje.
Kemija gline je uporabna disciplina kemije, ki proučuje kemijske strukture, lastnosti in reakcije gline, pa tudi strukturo in lastnosti glinenih mineralov. To je interdisciplinarno področje, ki vključuje koncepte in znanja iz anorganske in strukturne kemije, fizikalne kemije, materialne kemije, analitične kemije, organske kemije, mineralogije, geologije in drugih.
Študij kemije (in fizike) gline in strukture glinenih mineralov je velikega akademskega in industrijskega pomena, saj spadajo med najbolj razširjene industrijske minerale, ki se uporabljajo kot surovine (keramika itd.), Adsorbentov, katalizatorjev itd.
