Silicate clays: Constitution and properties

Silicate clays: Constitution and properties (सिलिकेट क्ले: संरचना और गुण):-

Layer silicate clays (परत सिलिकेट क्ले):- These important silicate clays are also known as phyllosilicates (Phyllon - leaf) because of their leaf-like or plate like structure. These are made up of two kinds of horizontal sheets. One dominated by silicon and other by aluminum and / or magnesium.

[इन महत्वपूर्ण सिलिकेट मृदा को उनकी पत्ती जैसी या प्लेट जैसी संरचना के कारण फाइलोसिलिकेट्स (फाइलॉन - पत्ती) के रूप में भी जाना जाता है। ये दो प्रकार की क्षैतिज शीटों से बनी होती हैं। एक में सिलिकॉन का प्रभुत्व होता है और दूसरे में एल्यूमीनियम और / या मैग्नीशियम का प्रभुत्व होता है।]

i. Silica tetrahedron (सिलिका टेट्राहेड्रोन):- The basic building block for the silica-dominated sheet is a unit composed of one silicon atom surrounded by four oxygen atoms. It is called the silica tetrahedron because of its four-sided configuration.

(सिलिका-प्रधान शीट के लिए मूल बिल्डिंग ब्लॉक चार ऑक्सीजन परमाणुओं से घिरे एक सिलिकॉन परमाणु से बनी एक इकाई है। इसके चार-तरफा विन्यास के कारण इसे सिलिका टेट्राहेड्रोन कहा जाता है।)

ii. Alumina octahedron (एल्युमिना ऑक्टाहेड्रोन):- Aluminium and/or magnesium ions are the key cations surrounded by six oxygen atoms or hydroxyl group giving an eight sided building block termed octahedron. Numerous octahedra linked together horizontally comprise the octahedral sheet.

(एल्युमीनियम और/या मैग्नीशियम आयन छह ऑक्सीजन परमाणुओं या हाइड्रॉक्सिल समूह से घिरे प्रमुख धनायन हैं जो एक आठ तरफा बिल्डिंग ब्लॉक देते हैं जिसे ऑक्टाहेड्रोन कहा जाता है। क्षैतिज रूप से एक साथ जुड़े हुए कई अष्टफलक अष्टफलकीय शीट शामिल होते हैं।)

Classification of layer silicate clays (परत सिलिकेट क्ले का वर्गीकरण):- On the basis of the number and arrangement of tetrahedral (silica) and octahedral (alumina-magnesia) sheets contained in the crystal units or layers, silicate clays are classified into three different groups:

[क्रिस्टल इकाइयों या परतों में निहित टेट्राहेड्रल (सिलिका) और ऑक्टाहेड्रल (एल्यूमिना-मैग्नेशिया) शीटों की संख्या और व्यवस्था के आधार पर, सिलिकेट मृदा को तीन अलग-अलग समूहों में वर्गीकृत किया जाता है:]

(i). 1 :1 Type clay minerals (1:1 प्रकार के क्ले खनिज)

(ii). 2:1 Type clay minerals (2:1 प्रकार के क्ले खनिज)

(iii). 2: 1: 1 (or) 2:2 Type clay minerals [2:1:1 (या) 2:2 प्रकार के क्ले खनिज]

(i). 1:1 Type minerals (1:1 प्रकार के क्ले खनिज):- The layers of the 1:1 type minerals are made up of one tetrahedral (silica) sheet combined with one octahedral (alumina) sheet. In soils, kaolinite group is the most prominent 1:1 clay mineral, which includes kaolinite, hallosite, nacrite and dickite. The tetrahedral and octahedral sheets in a layer of a kaolinite crystal are held together tightly by oxygen atoms, which are mutually shared by the silicon and aluminum cations in their respective sheets. These layers, in turn, are held together by hydrogen bonding. Consequently, the structure is fixed and no expansion ordinarily occurs between layers when the clay is wetted.

[1:1 प्रकार के खनिजों की परतें एक टेट्राहेड्रल (सिलिका) शीट के साथ एक ऑक्टाहेड्रल (एल्यूमिना) शीट से मिलकर बनी होती हैं। मृदा में, काओलिनाइट समूह सबसे प्रमुख 1:1 मृदा खनिज है, जिसमें काओलिनाइट, हैलोसाइट, नैक्राइट और डिकाइट शामिल हैं। काओलिनाइट क्रिस्टल की एक परत में टेट्राहेड्रल और ऑक्टाहेड्रल शीट्स को ऑक्सीजन परमाणुओं द्वारा कसकर एक साथ बांधा जाता है, जो कि उनकी संबंधित शीट्स में सिलिकॉन और एल्यूमीनियम धनायनों द्वारा परस्पर साझा किए जाते हैं। ये परतें, बदले में, हाइड्रोजन बॉन्डिंग द्वारा एक साथ जुड़ी रहती हैं। नतीजतन, संरचना स्थिर हो जाती है और मृदा गीली होने पर परतों के बीच आमतौर पर कोई विस्तार नहीं होता है।]

(ii). 2:1 Type Minerals (2:1 प्रकार के क्ले खनिज):- The crystal units (layers) of these minerals are characterized by an octahedral sheet sandwiched between two tetrahedral sheets. Three general groups have this basic crystal structure.

[इन खनिजों की क्रिस्टल इकाइयाँ (परतें) दो टेट्राहेड्रल शीटों के बीच स्थित एक अष्टफलकीय शीट की विशेषता होती हैं। तीन सामान्य समूहों में यह मूल क्रिस्टल संरचना होती है।]

i. Expanding type (विस्तारित प्रकार):- Smectite group and vermiculite.

(स्मेक्टाइट समूह और वर्मीक्यूलाईट।)

ii. Non-expanding type (गैर-विस्तारित प्रकार):- Mica group (illite).

[अभ्रक समूह (इलाईट)।]

(iii). 2:1:1 Type Minerals (2:1:1 प्रकार के क्ले खनिज):- This silicate group is represented by chlorites. Chlorites are basically iron magnesium silicates with some aluminum present. In a typical chlorite clay crystal, 2:1 layers, such as in vermiculites, alternate with a magnesium dominated tri-ctahedral sheet, giving a 2:1:1 ratio. Magnesium also dominates the tri-octahedral sheet in the 2:1 layer of chlorites. Thus, the crystal unit contains two silica tetrahedral sheets and two magnesium-dominated trioctahedral sheets giving rise to the term 2:1:1 or 2:2 type structure.

(इस सिलिकेट समूह को क्लोराइट्स द्वारा दर्शाया जाता है। क्लोराइट मूल रूप से लौह मैग्नीशियम सिलिकेट होते हैं जिनमें कुछ एल्यूमीनियम मौजूद होता है। एक विशिष्ट क्लोराइट क्ले क्रिस्टल में, 2:1 परतें, जैसे कि वर्मीक्यूलाइट्स में, मैग्नीशियम प्रधान ट्राई-कैटाहेड्रल शीट के साथ वैकल्पिक होती हैं, जो 2:1:1 का अनुपात देती हैं। क्लोराइट की 2:1 परत में ट्राइ-ऑक्टाहेड्रल शीट पर भी मैग्नीशियम हावी होता है। इस प्रकार, क्रिस्टल इकाई में दो सिलिका टेट्राहेड्रल शीट और दो मैग्नीशियम-प्रधान ट्राइऑक्टाहेड्रल शीट होती हैं जो 2:1:1 या 2:2 प्रकार की संरचना को जन्म देती हैं।)

Potassium Fixation Capacity (पोटेशियम स्थिरीकरण क्षमता):- It is the ability of soil to convert soluble or exchangeable potassium into non-exchangeable forms, trapped within clay mineral interlayers. 

(यह मिट्टी की वह क्षमता है जिसके द्वारा वह घुलनशील या विनिमय योग्य पोटेशियम को गैर-विनिमय योग्य रूपों में परिवर्तित कर देती है, जो मिट्टी के खनिज अंतर्स्तरों के भीतर फंसा रहता है।)

> It varies significantly among clay minerals, with 2:1 layer silicates exhibiting the highest capacity, particularly vermiculite and illite, due to their ability to trap K+ ions between layers. Vermiculite shows the highest capacity, followed by illite, smectite, and lastly, kaolinite (1:1), which has negligible fixation capacity.

[यह मिट्टी के खनिजों में काफी भिन्न होती है, जिसमें 2:1 परत वाले सिलिकेट सबसे अधिक क्षमता प्रदर्शित करते हैं, विशेष रूप से वर्मीकुलाइट और इलाइट, क्योंकि इनमें परतों के बीच K+ आयनों को फंसाने की क्षमता होती है। वर्मीकुलाइट में सबसे अधिक क्षमता पाई जाती है, उसके बाद इलाइट, स्मेक्टाइट और अंत में काओलिनाइट (1:1) की स्थिरीकरण क्षमता नगण्य होती है।]