アルミノケイ酸塩とケイ素

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アルミノケイ酸塩とケイ素の違い

アルミノケイ酸塩 vs. ケイ素

アルミノケイ酸塩（アルミノケイさんえん、aluminosilicate）はケイ酸塩中にあるケイ素原子の一部をアルミニウム原子に置き換えた構造を持つ物質である。 ケイ素と酸素が網目状に連なった構造を持つケイ酸塩の中で、Si4+ を Al3+ で置き換えることにより失われる陽電荷を補償する形でアルカリ金属イオン (M+) などのカチオンを含んでおり、その一般式は　 2O·yAl2O3·zSiO2·nH2O --> と表される。含まれるカチオンの種類により多様な性質を示す。 地殻中のアルミニウムの多くはこの形で鉱物として存在している。. イ素（ケイそ、珪素、硅素、silicon、silicium）は、原子番号 14 の元素である。元素記号は Si。原子量は 28.1。「珪素」「硅素」「シリコン」とも表記・呼称される。地球の主要な構成元素のひとつ。半導体部品は非常に重要な用途である。 地殻中に大量に存在するため鉱物の構成要素として重要であり、ケイ酸塩鉱物として大きなグループを形成している。これには Si-O-Si 結合の多様性を反映したさまざまな鉱物が含まれている。しかしながら生物とのかかわりは薄く、知られているのは、放散虫・珪藻・シダ植物・イネ科植物などにおいて二酸化ケイ素のかたちでの骨格への利用に留まる。栄養素としての必要性はあまりわかっていない。炭素とケイ素との化学的な類似から、SF などではケイ素を主要な構成物質とするケイ素生物が想定されることがある。 バンドギャップが常温付近で利用するために適当な大きさであること、ホウ素やリンなどの不純物を微量添加させることにより、p型半導体、n型半導体のいずれにもなることなどから、電子工学上重要な元素である。半導体部品として利用するためには高純度である必要があり、このため精製技術が盛んに研究されてきた。現在、ケイ素は99.9999999999999 % (15N) まで純度を高められる。また、Si(111) 基板はAFMやSTMの標準試料としてよく用いられる。.

アルミニウム

アルミニウム（aluminium、aluminium, aluminum ）は、原子番号 13、原子量 26.98 の元素である。元素記号は Al。日本語では、かつては軽銀（けいぎん、銀に似た外見をもち軽いことから）や礬素（ばんそ、ミョウバン（明礬）から）とも呼ばれた。アルミニウムをアルミと略すことも多い。 「アルミ箔」、「アルミサッシ」、一円硬貨などアルミニウムを使用した日用品は数多く、非常に生活に身近な金属である。天然には化合物のかたちで広く分布し、ケイ素や酸素とともに地殻を形成する主な元素の一つである。自然アルミニウム (Aluminium, Native Aluminium) というかたちで単体での産出も知られているが、稀である。単体での産出が稀少であったため、自然界に広く分布する元素であるにもかかわらず発見が19世紀初頭と非常に遅く、精錬に大量の電力を必要とするため工業原料として広く使用されるようになるのは20世紀に入ってからと、金属としての使用の歴史はほかの重要金属に比べて非常に浅い。 単体は銀白色の金属で、常温常圧で良い熱伝導性・電気伝導性を持ち、加工性が良く、実用金属としては軽量であるため、広く用いられている。熱力学的に酸化されやすい金属ではあるが、空気中では表面にできた酸化皮膜により内部が保護されるため高い耐食性を持つ。.

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ケイ酸塩

イ酸塩（ケイさんえん、珪酸塩、）は、1個または数個のケイ素原子を中心とし、電気陰性な配位子がこれを取り囲んだ構造を持つアニオンを含む化合物を指す。シリケートとも呼ばれる。この定義ではヘキサフルオロシリケート 2− などの化学種も含まれるが、一般的によく見られるケイ酸塩は酸素を配位子とするものである。ケイ酸塩アニオンは他のカチオンと結合し、電気的に中性な化合物を形成する。 シリカ（二酸化ケイ素） SiO2 はケイ酸塩の一種と考えられることもある。これはケイ素周りが負電荷を帯びないため、追加のカチオンを含まない特別な例である。シリカは石英やその多形などの鉱物として自然界に見られる。 ケイ酸塩の代表的な構造モデル ケイ酸塩鉱物に代表される大多数のケイ酸塩では、ケイ素原子は4個の酸素原子によって囲まれた四面体構造をとる。鉱物の種類によってこの四面体が連なる度合いは異なり、単独、対、クラスター、環状、鎖状、二本鎖状、層状、3次元網目状など多岐にわたる。ケイ酸塩鉱物はこのアニオン構造の違いによって分類される。 酸素原子周りの空間が少ないため、通常の圧力条件では6配位のケイ酸塩はまれにしか見られないが、 などにヘキサヒドロキシシリケートイオン 2− として含まれる。.

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鉱物

いろいろな鉱物 鉱物（こうぶつ、mineral、ミネラル）とは、一般的には、地質学的作用により形成される、天然に産する一定の化学組成を有した無機質結晶質物質のことを指す。一部例外があるが（炭化水素であるカルパチア石など）、鉱物として記載されるためには、人工結晶や活動中の生物に含まれるものは厳密に排除される。また鉱物は、固体でなければならない（）。.

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沸石

沸石 ゼオライト構造 沸石（ふっせき、ゼオライト、）とは、天然に産する鉱物グループ。n+x/n(AlxSiyO2x+2y)x-・zH2O という形で表される。--> アルミノケイ酸塩のうち、結晶構造中に比較的大きな空隙を持つものの総称でもある。分子ふるい、イオン交換材料、触媒、吸着材料として利用される。現在では自然界で採掘されるもの以外に、様々な性質を持つ沸石が人工的に合成されており、工業的にも重要な物質となっている。.

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