Zeolithe

Zeolith ist ein Kunstwort aus den Bestandteilen "zeo" (griechisch = ich siede) und "lithos" (griechisch = Stein). Der Name Zeolith weist bereits auf grundlegende Eigenschaften der Mineralgruppe hin. Zeolithe verlieren beim Erhitzen Wasser, scheinen zu sieden (zeo) und schlussendlich schmelzen sie zu einer weißen Glasperle.

Der Name Zeolith wurde 1756 von dem schwedischen Mineralogen Freiherr Axel Frederick Cronstedt geprägt, der u.a. Nickel 1751 seinen Namen gab.

In der Vergangenheit war die wissenschaftliche Diagnostik auf die physikalischen Eigenschaften der Minerale beschränkt. Es wurden zahlreiche Bezeichnungen für ein und das selbe Mineral vergeben, was zu einer Vielzahl von unterschiedlicher Namen für ein und den selben Zeolith führte.

Zeolithe sind natürliche oder auch künstlich hergestellte, hydratisierte Alumosilikate. Sie besitzen aufgrund ihrer Hohlraumstruktur (zahlreiche Poren und Kanäle) eine hohe innere Oberfläche, die eine außergewöhnlich hohe und spezifische Ionenaustausch-, Adsorptions- und Hydratationsfähigkeit aufweist. Nur 1 Gramm Zeolith kann eine Oberfläche von bis zu 1000m² aufweisen.

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Der Zeolith-Grundbaustein

Der einfachste Grundbaustein der Zeolithe besteht aus einem tetraederfömigen Molekül. Die vier Ecken sind jeweils mit einem Sauerstoffatom besetzt. Das zentrale Kation kann durch Aluminium, Silizium und bei den silikatfreien Zeolithen mit Beryllium, Phosphor und Zink besetzt sein.

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Zeolithstrukturen

Aus diesem Grundbaustein setzen sich nun die Zeolithstrukturen zusammen. Dabei verbinden sich mehrere Moleküle über die Ecken zu:

• Vierer-Ringe
• Sechser-Ringe
• Achter-Ringe

Die dabei frei bleibenden Sauerstoffatome werden für die weiteren Strukturtypen benötigt.

Die Gruppe der Zeolithe besteht aus sehr vielen verschiedenen Strukturtypen. Sie können nach den unterschiedlichen Tunnelsystemen eingeteilt werden in:

• Zeolithe mit eindimensionalen Kanälen (Faserzeolithe)

  • eindimensionale Struktursystem (eine Richtung)
  • langgezogene Ketten aus 4er-Ringen in verschiedenen Kombinationen verknüpft

• Zeolithe mit zweidimenensionalen Kanalsystemen (lamellare Zeolithe, Blätterzeolithe)

  • flächiges Struktursystem (zwei Richtungen)
  • vermischte Kombinationen aus 4er-, 6er- und 8er-Ringen

• Zeolithe mit dreidimensionalen Kanalsystemen (z.B. Würfelzeolithe, Pentasile)

  • räumliches Struktursystem (drei Richtungen)
  • vermischte Kombinationen aus 4er-, 6er- und 8er-Ringen

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Zeolith - Zuordnung

1998 hat die IMA eine neue Nomenklatur für die Gruppe der Zeolithe vorgeschlagen. Hierbei wurden aufgrund der großen chemischen Variabilität dieser Gerüstsilikate mehrere neue Mineralarten mit neuer Schreibweise der Namen und neuen chemischen Formeln definiert. Neu ist auch, dass einige Schicht- und Gerüstsilikate und sogar Nicht-Silikate in die Familie der Zeolithe aufgenommen wurden.

Wasserhaltige Phosphate ohne fremden Anionen

Wasserhaltige Phosphate mit fremden Anionen

Übergangsstrukturen zwischen Ketten- und Schichtsilikaten

Schichtsilikate

Gerüstsilikate

Gerüstsilikate mit Zeolithstruktur

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Faserzeolithe

VIII/J.21 bis 22 - Faserzeolithe

(engl. fibrous zeolite)

In der Frühzeit der Mineralogie wurde Faserzeolith als Sammelbegriff für eine faserige Ausbildungsform von Mesolith, Natrolith und Skolezit eingeführt (WERNER, zitiert bei CRONSTEDT 1780).

Heute steht Faserzeolith als Oberbegriff für die Minerale der Natrolith-Thomsonit- und Ferrierit-Laumontit-Serien.

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Blätterzeolithe

VIII/J.23 bis 25 - Blätterzeolithe

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Würfelzeolithe

VIII/J.26 bis 27 - Würfelzeolithe

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Fälschliche Zeolithe

Oxide mit Verhältnis Metall zu Sauerstoff = 1:2

Anmerkung: Melanophlogit wird an vielerlei Stelle als Zeolith mit aufgeführt. Im IMA-Bericht: Nomenclature of Zeolithes, Appendix 1, S. 124, wird eindeutig definiert:

" .... so as to exclude such a hypothetical end-member case from the zeolite category. Melanophlogite, a low density SiO2 phase with large cages in its framework, would be a possible example (of zeolithes), but is otherwise excluded by the adopted definition because it lacks appropriate channels for the passage of guest species."

Dem zufolge ist Melanophlogit kein Zeolith!

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Quellenangaben

• Beitrag und Bilder u.a. Stefan
• Natürliche Zeolithe, Homepage: Ralf Scheinpflug

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Weiterführende Informationen

• Gerüstsilikate (Tektosilikate)

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Weblinks:

• Natürliche Zeolithe, Homepage: Ralf Scheinpflug

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Einordnung

• Kategorie/Mineralgruppen