La structure cristalline de la zéolite

La structure cristalline de la zéolite peut être divisée en trois composants : (1) un squelette d'aluminosilicate, (2) des pores et des cavités contenant des cations échangeables M dans le squelette, (3) des molécules d'eau en phase potentielle, c'est-à-dire de l'eau de zéolite.
La structure de la zéolite est quelque peu différente du squelette du quartz et du feldspath. La structure de charpente du quartz et du feldspath est relativement serrée, avec une densité spécifique de 2,6 ~ 2,7, tandis que la structure de charpente de la zéolite est relativement clairsemée, avec une densité spécifique de 2, 0 ~ 2,2. La cavité déshydratée peut atteindre 47%, comme la chabazite, voire 50%, comme la zéolithe synthétique.
Dans la structure du feldspath, les cations métalliques sont confinés dans les interstices du squelette cristallin composé d’ions O. À moins que le cristal ne soit détruit, il est difficile pour ces cations métalliques de se déplacer librement. Le remplacement de Na ou K par Ca doit être effectué en même temps que le remplacement de Si et Al, c'est-à-dire un remplacement par paire, ce qui entraînera inévitablement une modification du rapport Si/AI.
Dans la structure de type feldspath, les cations métalliques sont situés dans des espaces interconnectés relativement ouverts avec une densité spécifique de 2,14 à 2,45. Les cations peuvent être échangés entre eux par les voies structurelles sans endommager le squelette cristallin. La sodalite et l’hydronéphéline étaient autrefois considérées comme des minéraux du groupe des zéolites.
Dans la structure de la zéolite, les cations métalliques sont situés entre des pores ou des cavités interconnectés plus grands dans la structure cristalline. Par conséquent, les cations peuvent s’échanger librement à travers les pores sans affecter son squelette cristallin. Des échanges tels que 2(Na,K)(Ca2+) se produisent facilement dans les zéolites, mais pas dans les feldspaths. Cette forme d'échange, probablement une forme extrême d'échange d'ions, est limitée aux zéolites et minéraux similaires.
Les connexions entre les molécules d’eau de la zéolite, les ions de charpente et les cations métalliques échangeables sont généralement lâches et faibles. Ces molécules d’eau peuvent entrer et sortir des pores plus librement que les cations. Sous l’influence de la chaleur, il peut être librement détaché et fixé sans affecter sa structure squelettique.