L ỜI CẢ M ƠN
2.1.1.1. Sự tạo thành liên kết ion và liên kết cộng hóa trị trong cấu trúc
Cấu trúc Geopolymer chủ yếu được tạo thành bởi bốn nguyên tố hóa học sau: Silic (Si), nhôm (Al), oxi (O), kim loại kiềm (Na hoặc K). Để tạo thành liên kết, nguyên tử của các nguyên tố này sẽ cho hoặc nhận electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử tạo thành cấu hình bền vững:
+Nguyên tử Silic có 4 electron ngoài cùng, có thể là chất cho hoặc nhận electron.
+Nguyên tử Oxy có 6 electron ngoài cùng và ở trạng thái cơ bản có 2 electron độc thân, là chất nhận electron.
+Nguyên tử nhôm có 3 electron lớp ngoài cùng, là chất cho electron trong môi trường axit và là chất nhận electron trong môi trường dung dịch alkali.
+Nguyên tử Natri có 1 electron lớp ngoài cùng, là chất cho electron.
-Ion Si4+ và bốn ion O- tạo thành một tứ diện phối trí. Trong đó, nguyên tử
Silic phân phát 4 electron cho 4 nguyên tử oxy và trở thành cation Si4+. Để tạo thành anion bền, mỗi nguyên tử oxy cần electron thứ 8 ở lớp ngoài cùng, được cho bởi các nguyên tử kim loại ( Na, K, Ca, Mg,…) hoặc từ nguyên tử Silic khác.
Bằng cách chia sẻ lẫn nhau anion O2- , hai hoặc nhiều hơn các tứ diện phối trí có thể liên kết với nhau tạo thành nhóm.
15
Tứ diện phối trí (SiO4) là kết quả của sự cho nhận electron giữa một nguyên tử Silic và bốn nguyên tử Oxy xung quanh tạo thành liên kết hóa trị. Tứ diện này cần thêm vào cation kim loại như Na, K, Ca, Mg,….
Sự tạo thành phần tử gồm 2 (di-siloxonate) hoặc nhiều hơn 2 tứ diện (SiO4) xảy ra do sự dùng chung electron giữa Si và O, nguyên tử oxy trong trường hợp này
được gọi là oxy cầu (Oc). Phần tử di-siloxonate cần những cation kim loại thêm vào như Na, K , Ca, Mg,…).
Sự tạo thành liên kết Si-O-Al- xảy ra trong môi trường kiềm do nguyên tử Al lấy một electron độc thân từ nguyên tử kim loại kiềm như Na và trở thành chất có hóa trị bốn giống Si. Cation Na+ được thêm vào phân tử sialate để cân bằng điện tích âm.
Hình 2.2: Quá trình tạo liên kết trong Geopolymer [25].