Состав низкотемпературного кристобалита

Идеальный состав — двуокись кремния SiO2. В искусственных условиях был получен кристобалит, состав которого весьма близок стехиометрическому. Однако считают, что в подавляющем большинстве или даже во всех случаях природные и искусственные образования, кристаллизовавшиеся из систем, содержащий кроме Si, такие катионы, как Al и щелочи, представляют твердый раствор. Химический анализ кристаллического кристобалита отсутствует, если не считать первого приблизительного анализа в 1887 г. Однако, рассматривая особенности состава кристобалита с позиций теоретической кристаллохимии и сравнивая его с составом хорошо известных силикатов и других оксисолей, которые структурно напоминают кристобалит, можно предположить, что в кристобалите имеют место колебания состава, связанные с замещением Si па Al и компенсацией валентностей за счет вхождения в интерстициальные позиции щелочей или других катионов. Это предположение до некоторой степени подтверждается имеющимися химическими анализами опала, которые не вошли в данную работу. Однако следует отметить, чти эти анализы недостаточно достоверны, так как они включают неопределенное и иногда очень большое количество материала, присутствующего в виде механической примеси либо в адсорбированном или капиллярном состоянии. Значительное влияние на состав может оказывать вхождение H2O или H3O в интерстициальные позиции между кремнекислородными тетраэдрами; особенно это характерно для опала и других веществ, образовавшихся при низких температурах. Вода может входить в кристаллическую решетку также путем замещения кислорода группой (ОН), как это уже показано на примере кварца и опалов.

Первый и единственный анализ природного кристобалита (из 81 мг вещества) показал присутствие SiO2 (91,0%) вместе с небольшим количеством Fe2O3 и Al2O3 (6,2%) (общая сумма 97,2%) и отсутствие Ca, а потерн при прокаливании составляли менее 1%. Этот анализ приведен здесь как подтверждение наличия в кристобалите твердого раствора. Однако необходимо учесть следующее замечание аналитика: «Небольшое количество окислов железа и глинозема, несомненно, связано с породой (обогащенной блестками железного блеска), которая трудно отделима от октаэдров кристобалита». Большая часть анализов природного тридимита также обычно интерпретируется без критического подхода

Определение показателей преломления в природном и искусственном кристобалите свидетельствует о значительных колебаниях их величин. С другой стороны, и для тридимита характерно значительное изменение оптических свойств Вызывает удивление факт, что исследованию химического состава и связи между параметрами элементарной ячейки, показателями преломления и другими свойствами этих важных природных соединений уделено так мало внимания.