Jílové minerály jsou vodné fylosilikáty hliníku, někdy s různými nečistotami ze železa, hořčíku, kovů alkalických kovů a kovů alkalických zemin, jakož i další kationty nalezené na nebo v blízkosti některých planetárních povrchů.
Tvoří se v přítomnosti vody a jakmile byly důležité pro vznik života, protože mnoho teorií abiogeneze zohledňuje jejich roli v tomto procesu. Jsou důležitými složkami půd a byly pro člověka prospěšné od starověku v zemědělství a produkci.
Vzdělání
Jíly tvoří ploché šestiúhelníkové listy podobné slídě. Jílové nerosty jsou běžné povětrnostní produkty (včetně zvětrávání živce) a nízkoteplotní produkty hydrotermální změny. Jsou velmi běžné v půdách, v jemnozrnných sedimentárních horninách, jako jsou břidlice, bahenní kameny a bahenní kameny, a také v jemnozrnných metamorfovaných bradavkách a fylitech.
Vlastnosti
Jílové minerály jsou zpravidla (ale ne nutně) ultrajemné. Obecně se předpokládá, že mají ve standardní klasifikaci velikostí částic velikost menší než 2 mikrometry, takže k jejich identifikaci a studiu mohou být vyžadovány speciální analytické metody. Mezi ně patří rentgenová difrakce, elektronové difrakční metody, různé spektroskopické metody, jako je Mössbauerova spektroskopie, infračervená spektroskopie, Ramanova spektroskopie a SEM-EDS nebo automatizované mineralogické procesy. Tyto metody mohou být doplněny mikroskopií s polarizovaným světlem, tradiční technikou, která vytváří základní jevy nebo petrologické vztahy.
Distribuce
S ohledem na potřebu vody jsou jílové minerály ve sluneční soustavě relativně vzácné, i když jsou rozšířené na Zemi, kde voda interaguje s jinými minerály a organickou hmotou. Objevili se také na několika místech na Marsu. Spektrografie potvrdila jejich přítomnost na asteroidech a planetoidech, včetně trpasličí planety Ceres a Tempel 1, stejně jako na Měsíci Jupiter Europe.
Klasifikace
Hlavní jílové minerály jsou obsaženy v následujících klastrech:
- Kaolinová skupina, která zahrnuje minerály kaolinit, dikkit, halloysit a nakrit (polymorfy Al2Si2O5 (OH) 4). Některé zdroje zahrnují skupinu kaolinit-serpentin kvůli strukturálním podobnostem (Bailey 1980).
- Smektitová skupina, která zahrnuje dioktaedrické smektity, jako je montmorillonit, nontronit a beidellit, a trioktaedrální smektity, například saponit. V roce 2013 zjistily analytické testy roveru zvědavosti výsledky shodné s přítomností smektitových jílových minerálů na planetě Mars.
- Illite skupina, která zahrnuje jílovou slídu. Illit je jediný obyčejný minerál této skupiny.
- Skupina chloritů zahrnuje širokou škálu podobných minerálů s významnou chemickou variací.
Ostatní druhy
Existují i jiné druhy těchto minerálů, jako je sepiolit nebo attapulgit, jíly s dlouhými vodními kanály, vnitřní struktura. Smíšené vrstvy jílových variací jsou relevantní pro většinu z výše uvedených skupin. Objednávání je popsáno jako náhodné nebo pravidelné objednávání a je dále popsáno termínem „Reichweit“, což v němčině znamená „rozsah“ nebo „pokrytí“. Literární články uvádějí například objednaný ilite-smektit R1. Tento typ je zařazen do kategorie ISISIS. R0 naproti tomu popisuje náhodné řazení. Kromě nich lze také najít další rozšířené typy objednávání (R3 atd.). Jílové smíšené jílové minerály, které jsou perfektními typy R1, často získávají svá vlastní jména. Chlorit-smektit objednaný R1 je známý jako korrenit, R1-illit-smektit-rectorit.
Historie studia
Znalost podstaty jílu se stala srozumitelnější ve 30. letech s vývojem rentgenových difrakčních technologií nezbytných pro analýzu molekulární povahy částic jílu. V tomto období se objevila také standardizace terminologie se zvláštním důrazem na podobná slova, která vedla k nejasnostem, jako je list a letadlo.
Stejně jako všechny fylosilikáty jsou i jílové minerály charakterizovány dvourozměrnými vrstvami úhlového tetraedru SiO4 a / nebo oktaedry AlO4. Plechové bloky mají chemické složení (Al, Si) 3O4. Každý křemíkový čtyřstěn sdílí 3 své vrcholné atomy kyslíku s jinými čtyřstěny a vytváří hexagonální mříž ve dvou rozměrech. Čtvrtý vrchol není sdílen s jiným čtyřstěnem a všechny čtyřstěny „směřují“ stejným směrem. Všechny neoddělené vrcholy jsou na jedné straně listu.
Struktura
V jílech jsou tetrahedrální plechy vždy spojeny s oktaedrálními plechy vytvořenými z malých kationtů, jako je hliník nebo hořčík, a koordinované šesti atomy kyslíku. Netvarovaný vrchol tetrahedrální vrstvy také tvoří část jedné strany oktaedriky, ale další atom kyslíku je umístěn nad mezerou v tetrahedrální vrstvě uprostřed šesti tetraedrů. Tento atom kyslíku je vázán na atom vodíku vytvářející skupinu OH v jílové struktuře.
Jíly lze rozdělit do kategorií v závislosti na způsobu balení čtyřstěnných a osmistěnných listů do vrstev. Pokud je v každé vrstvě pouze jedna čtyřstěnná a jedna oktaedrální skupina, pak patří do kategorie 1: 1. Alternativa, známá jako hlína 2: 1, má dva čtyřstěnné pláty s nerozděleným vrcholem každého z nich, namířenými proti sobě a vytvářejícími každou stranu osmihranného listu.
Propojení mezi tetrahedrálním a osmihedlovým listem vyžaduje, aby se tetrahedrální list stal zvlněným nebo zkrouceným, což způsobuje ditrigonální zkreslení hexagonální matrice a oktaedrální list je zarovnán. To minimalizuje celkové valenční zkreslení krystalitu.
V závislosti na složení čtyřstěnných a oktaedrálních listů vrstva nebude mít náboj nebo bude mít zápornou hodnotu. Pokud jsou vrstvy nabity, je tento náboj vyvážen kationty mezivrstvy, jako je Na + nebo K +. V každém případě může mezivrstva také obsahovat vodu. Krystalová struktura je vytvořena ze stohu vrstev umístěných mezi jinými vrstvami.
"Jílová chemie"
Protože většina jílů je vyráběna z minerálů, mají vysokou biologickou kompatibilitu a zajímavé biologické vlastnosti. V důsledku tvaru disku a nabitých povrchů hlína interaguje s řadou makromolekul látek, jako jsou proteiny, polymery, DNA atd. Mezi její použití patří dodávání léčiv, tkáňové inženýrství a bioprinting.
Jílová chemie je aplikovaná chemie, která studuje chemické struktury, vlastnosti a reakce jílu, jakož i strukturu a vlastnosti jílových minerálů. Jedná se o interdisciplinární obor, včetně konceptů a znalostí z anorganické a strukturální chemie, fyzikální chemie, materiálové chemie, analytické chemie, organické chemie, mineralogie, geologie a dalších.
Studium chemie (a fyziky) hlíny a struktury jílových minerálů má velký akademický a průmyslový význam, protože patří mezi nejpoužívanější průmyslové minerály používané jako suroviny (keramika atd.), Adsorbenty, katalyzátory atd.
