ЦЕОЛИТЫ (от греч. zeo - киплю и lithos - камень; из-за способности вспучиваться при нагревании), алюмосиликаты, кристаллич. структура к-рых образована тетраэдрами [SiO₄]^4- и [АlО₄]^5-, объединёнными общими вершинами в трёхмерный каркас, пронизанный полостями и каналами. В последних находятся молекулы воды и катионы металлов (I и II групп периодич. системы Менделеева), а также аммония, гидрония, тетраалкиламмония и др. введённые катионным обменом поливалентные ионы.

Ц. встречаются в природе и получены искусственно. Общая формула Ц. Me_х/n[Al_xSi_yO_2(x+y)]•zH₂O, где Me - металл, n - его степень окисления, х -число атомов алюминия, у - число атомов кремния, z - число молекул воды.

Цеолиты природные (Ц. п.) включают ок. 30 минералов. К наиболее важным относятся: анальцим, ломонтолиты природные (Ц. п.) включают ок. 30 минералов. К наиболее важным относятся: анальцим, ломонтит Ca[Al₂Si₄O₂]•2H₂O, филлипсит; натролит, морденит; гейландит (Ca, Na₂, К₂)[Al₂Si_6,0-7,5O_16,0-19,0] (5,5-6,5)Н₂О, клиноптилолит (К₂, Na₂, Ca)[Al₂Si_7,5-11,0O_19,0-26,0](6-8)H₂O, шабазит, эрионит (Na₂, K₂, Са) [Аl₂Si_5,8-7,6О_15,4-19,2](4,8-6,8)Н₂О, фолеазит (Ca, Na₂, Mg, K₂) [Al₂Si_4,1-4,6О_12,2-13,2]•4Н₂О.

По наличию общих структурных элементов, сходных каналов выделяют 9 кристаллохимич. групп Ц. Каркасы цеолитов группы анальцима построены четверными кольцами [Si, AlO₄] тетраэдров. Из различных сочетаний четырёхчленных колец построены также каркасы Ц. группы ломонтита и филлипсита. Структуры Ц. группы натролита образованы из цепочек, к-рые составлены из четырёхчленных колец, соединённых друг с другом пятым тетраэдром. Характерные элементы Ц. группы морденита и гейландита-клиноптилолита представлены пятерными петлями тетраэдров [Si, AlO₄]. Одиночные шестерные кольца являются основой каркасов Ц. группы эрионита, двойные - шабазита и фожазита.

Ц. п. образуют прозрачные бесцветные кристаллы любых кристаллографич. систем; размер от неск. см до неск. мкм. Тв. по минералогич. шкале 3-5; плотность 1800-2250 кг/м³ (у бариевых цеолитов -2500-2700).

Образуются Ц. п. в основном в условиях относительно невысоких темп-р (до 250-300 °С) и давлений (до неск. тыс. атмосфер) в последней стадии гидротермального процесса и приурочены к вулканогенным толщам базальтового, андезитового, риолитового состава, в к-рых заполняют пустоты и трещины, или образуют цемент туфов; происхождение Ц. п. связано также с диагенезом осадков морей, щелочных солёных озёр, при взаимодействии туфов с поровыми водами. При этом образуются пром. скопления, к-рые разрабатываются как месторождения Ц. п. С повышением темп-ры образуются относительно менее гидратированные Ц. Появление ломонтита в подвергающихся погружению осадках характерно для т. н. цеолитовой фации метаморфизма, особое место занимает анальцим, к-рый может кристаллизоваться как позднемагматич. минерал при темп-рах выше 600 °С из бедных кремнезёмом щелочных магм.

Цеолиты искусственные. Из почти ста искусственных Ц. на практике широкое применение находят три: А - [Na[AlSiO₄]•(2...3)Н₂О, X - Na[AlSi_1-1,5О_4-5]•3H₂O и Y - Na[AlSi_1,5-3О_5-8]•(3...4)Н₂О.

А не имеет природных аналогов, X и Y близки фожазиту. А, X, Y синтезируют нагреванием до 100 °С либо гелей, образующихся при смешении растворов алюмината натрия и жидкого стекла или золя кремневой к-ты, либо смеси растворов едкого натра с прокалённым каолином. Полученные кристаллы (размером несколько мкм) подвергают грануляции.

Природные и искусственные Ц. проявляют ионообменные, а после удаления из их полостей молекул воды (при нагревании) адсорбционные свойства, к-рые в сочетании с жёстким размером входов в полости и каналы придают свойства молекулярных сит и селективных ионо-обменников. В случаях, когда катионами служат поливалентные катионы, гл. обр. La, Се и др. редкоземельные элементы, гидроний или водород, Ц. обнаруживают свойства катализаторов.

Специфика различных Ц. связана с размером плодов в полости (они могут быть от 3 до 10А), объёмом полостей, природой и расположением катионов, хим. стойкостью Ц. в различных средах.

Ц. используются для выделения и очистки углеводородов нефти и как катализаторы, а также для очистки, осушки и разделения газов (в т. ч. воздуха), осушки фреонов, извлечения радиоактивных элементов, создания глубокого вакуума и т. д.

Лит.: Жданов С. П., Егорова Е.Н., Химия цеолитов, Л., 1968; Сендеров Э. Э., Xитаров Н. И., Цеолиты, их синтез и условия образования в природе, М., 1970; Брек Д. В., Цеолитовые молекулярные сита, пер. с англ., М., 1976.

Э. Э. Сендеров.

По материалам БСЭ.