Savi mineraalid on alumiiniumi vesilahused füllosilikaadid, mõnikord mitmesuguste raua-, magneesiumi-, leelise- ja leelismuldmetallide lisanditega, aga ka muud katioonid, mida leidub mõnel planeedipinnal või selle läheduses.
Need moodustuvad vee juuresolekul ja kunagi olid need olulised elu tekkimiseks, kuna paljud abiogeneesi teooriad võtavad arvesse nende rolli selles protsessis. Need on muldade olulised komponendid ja olnud põllumajanduses ja tootmises inimestele iidsetest aegadest kasulikud.
Haridus
Savid moodustavad vilgukividega sarnased lamedad kuusnurksed lehed. Savi mineraalid on tavalised ilmastikutingimustest põhjustatud tooted (sealhulgas maapinna ilmastiku ilmastikutingimused) ja hüdrotermiliste muutuste madala temperatuuriga tooted. Need on väga levinud muldades, peeneteralistes settekivimites, nagu liistud, mudakivid ja rändkivid, samuti peeneteralistes moondekivimites ja fülliitides.
Omadused
Savi mineraalid on reeglina (kuid mitte tingimata) ülipeened. Üldiselt arvatakse, et osakeste suurus klassifikatsioonis on alla 2 mikromeetri, seetõttu võib nende tuvastamiseks ja uurimiseks vaja minna spetsiaalseid analüüsimeetodeid. Nende hulka kuuluvad röntgendifraktsioon, elektrondifraktsioonimeetodid, erinevad spektroskoopilised meetodid, näiteks Mössbaueri spektroskoopia, infrapunaspektroskoopia, Ramani spektroskoopia ja SEM-EDS, või automatiseeritud mineraloogilised protsessid. Neid meetodeid saab täiendada polariseeritud valgusmikroskoopiaga - traditsioonilise tehnikaga, mis loob fundamentaalseid nähtusi või petroloogilisi suhteid.
Levitamine
Arvestades veevajadust, on savimineraalid Päikesesüsteemis suhteliselt haruldased, ehkki need on Maal laialt levinud, kus vesi interakteerub teiste mineraalide ja orgaaniliste ainetega. Neid on avastatud ka mitmest kohast Marsil. Spektrograafia kinnitas nende olemasolu asteroididel ja planetoididel, sealhulgas kääbusplaneedil Ceres ja Tempel 1, samuti Jupiter Europe kuul.
Klassifikatsioon
Peamised savimineraalid kuuluvad järgmistesse klastritesse:
- Kaoliini rühm, kuhu kuuluvad mineraalid kaoliniit, dikkit, halloysite ja nakrit (polümorfid Al2Si2O5 (OH) 4). Mõnedes allikates on struktuuri sarnasuste tõttu kaoliniit-serpentiinirühm (Bailey 1980).
- Smektiitrühm, mis hõlmab dioktaedrilisi smektiite, näiteks montmorilloniiti, nononiiti ja beidelliiti, ja trioktaedrilisi smektiite, näiteks saponiiti. 2013. aastal leiti Curiosity roveri analüütiliste testide abil tulemused, mis olid kooskõlas smektiidisavi mineraalide olemasoluga planeedil Mars.
- Illiitrühm, kuhu kuulub savine vilgukivi. Illit on selle rühma ainus tavaline mineraal.
- Kloriidirühm sisaldab suurt hulka sarnaseid mineraale, millel on oluline keemiline erinevus.
Muud liigid
Neid mineraale on ka teist tüüpi, näiteks sepioliit või attapulgiit, pikkade veekanalitega savid, mis on sisemise ehitusega. Segakihi savi variatsioonid on olulised enamiku ülalnimetatud rühmade jaoks. Tellimist kirjeldatakse kui juhuslikku või regulaarset tellimist ning seda kirjeldatakse edaspidi mõistega „Reichweit”, mis saksa keeles tähendab „vahemik” või „katvus”. Kirjandusartiklites viidatakse näiteks tellitud illiit-smektiidile R1. See tüüp kuulub kategooriasse ISISIS. R0 seevastu kirjeldab juhuslikku järjestamist. Lisaks neile võib leida ka muid laiendatud tellimistüüpe (R3 jne). Savi segatud savi mineraalid, mis on täiuslikud R1 tüübid, saavad sageli oma nime. R1-st tellitud kloriid-smektiit on tuntud kui korrensiit, R1-illiit-smektiit-rektoriit.
Õppe ajalugu
Savi olemuse tundmine sai mõistetavamaks 1930ndatel, arendades saviosakeste molekulaarse olemuse analüüsimiseks vajalikke röntgendifraktsioonitehnoloogiaid. Sellel perioodil kerkis esile ka terminoloogia standardiseerimine, pöörates erilist tähelepanu sarnastele sõnadele, mis tekitasid segadust, näiteks leht ja lennuk.
Nagu kõiki füllosilikaate, iseloomustavad savi mineraale kahemõõtmelised kihid SiO4 tetraeedri ja / või AlO4 oktaedriga. Lehtplokkide keemiline koostis (Al, Si) on 3O4. Igas räni tetraeedris on 3 oma tipu hapnikuaatomit koos teiste tetraeedritega, moodustades kuusnurkse võre kahes mõõtmes. Neljandat tippu ei jagata teise tetraeedriga ja kõik tetraeedrid "osutavad" samas suunas. Kõik eraldamata tipud asuvad lehe ühel küljel.
Struktuur
Savisid seovad tetraeedrilised lehed alati oktaedriliste lehtedega, mis on moodustatud väikestest katioonidest, näiteks alumiiniumist või magneesiumist ja mida koordineerivad kuus hapnikuaatomit. Ka tetraedrilise lehe vormistamata tipp moodustab osa oktaaedrilise lehe ühest küljest, kuid täiendav hapnikuaatom asub tetraedrilise lehe tühiku kohal kuue tetraeedri keskel. See hapnikuaatom on seotud vesinikuaatomiga, mis moodustab savi struktuuris OH-rühma.
Savid võib jagada kategooriatesse sõltuvalt tetraeedriliste ja oktaedriliste lehtede kihtide pakkimismeetodist. Kui igas kihis on ainult üks tetraeedriline ja üks kaheksaediline rühm, siis kuulub see kategooriasse 1: 1. Alternatiivil, mida nimetatakse saviks 2: 1, on kaks tetraeedrist lehte, millel on kummagi jagunemata tipp, mis on suunatud üksteise poole ja moodustavad kaheksanurkse lehe mõlemad küljed.
Tetraeedriliste ja oktaedriliste lehtede vaheline ühendus eeldab, et tetraedriline leht muutub gofreeritud või keerdunud, põhjustades kuusnurkse maatriksi ditrigonaalse moonutuse ja oktaedriline leht on joondatud. See minimeerib kristalliidi üldist valentsimoonutust.
Sõltuvalt tetraeedriliste ja oktaedriliste lehtede koostisest ei ole kihil laengut või sellel on negatiivne. Kui kihid on laetud, tasakaalustavad seda laengut kihtidevahelised katioonid, näiteks Na + või K +. Mõlemal juhul võib vahekiht sisaldada ka vett. Kristallstruktuur moodustatakse kihtide virnast, mis asub teiste kihtide vahel.
"Savi keemia"
Kuna enamik savi on valmistatud mineraalidest, on neil kõrge bioühilduvus ja huvitavad bioloogilised omadused. Ketta kuju ja laetud pindade tõttu interakteerub savi mitmete ainete makromolekulidega nagu valk, polümeerid, DNA jne. Mõned savi kasutusalad hõlmavad ravimite kohaletoimetamist, koetehnoloogiat ja bioprinti.
Savi keemia on keemia rakendusdistsipliin, mis uurib savi keemilisi struktuure, omadusi ja reaktsioone, samuti savi mineraalide struktuuri ja omadusi. See on interdistsiplinaarne valdkond, mis hõlmab anorgaanilise ja struktuurkeemia, füüsikalise keemia, materjalikeemia, analüütilise keemia, orgaanilise keemia, mineraloogia, geoloogia jt mõisteid ja teadmisi.
Savide mineraalide keemia (ja füüsika) ning savimineraalide struktuuri uurimisel on suur akadeemiline ja tööstuslik tähtsus, kuna need on enim kasutatud toorainena kasutatavad tööstuslikud mineraalid (keraamika jne), adsorbendid, katalüsaatorid jne.
