Zeolite (English spelling)

It is also called zeolite. It is a hydrous aluminosilicate mineral (aluminium Al has been substituted for the equivalent amount of silicon (Si) in a coordinated quadruple arrangement) whose main components are calcium and sodium, and may also contain potassium, cesium, magnesium, strontium, and barium as main components. Due to a change in the definition of zeolite, not only aluminosilicates but also beryllosilicates with the same structure but substituted for beryllium Be are now included in the category of zeolite. Zeolites without water of crystallization may also be classified as such. The crystal structure is made up of aluminosilicate bases with many gaps forming a framework, and the gaps contain the metal ions and water of crystallization. This makes it easy to exchange metal ions, and water can enter and exit the system relatively freely.

Its general chemical formula is (Al + Si):O = 1:2, and if the number of monovalent metal ions (sodium, potassium, cesium) is m, the number of divalent metal ions (calcium, magnesium, strontium, barium) is n, and the number of aluminum ions is x, then the relationship is m + 2n = x.

Zeolites are formed under conditions of low temperature and high water vapor pressure. Currently, about 90 types of zeolites are known, of which 42 are found in Japan. Of these, Yugawara zeolite was discovered in Japan. The main zeolites found in Japan are analcite, Wairakei zeolite, sodalite, scolesite, Thomsonite, mesoze, gonardite, dachiardisite, mordenite, ferrierite, laucite, heulandite, clinoptilolite, stilbite, exfoliate, crossite, Yugawara zeolite, rhombite, erionite, and lewyite.

Taking advantage of the properties of its crystal structure, zeolite is used as a "molecular sieve" to separate organic molecules, and is also used to absorb and purify radioactive elements. Dehydrated zeolite can also absorb various solutions. For this reason, it is mixed into livestock feed to adsorb harmful substances in the digestive tract and excrete them. The English name comes from the Greek word for boiling, as it swells when exposed to flames.

[Satoshi Matsubara]

"The Science and Applications of Zeolites" edited by Hiroo Tominaga (1987, Kodansha)" ▽ "The Synthesis and Applications of Functional Zeolites" edited by Takashi Tatsumi, popular edition (1999, CMC)" ▽ "The Science and Engineering of Zeolites" edited by Yoshio Ono and Takeaki Yashima (2000, Kodansha)" ▽ "The World of Solids and Crystals - From Alum to Zeolites" by Masanobu Itakura and Masao Yamada (2002, Kiseidosha)"

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

ゼオライトともいう。カルシウムやナトリウムを主成分とする含水アルミノ珪(けい)酸塩鉱物（4配位のケイ素Siの相当量をアルミニウムAlが置換したもの）で、カリウム、セシウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウムを主成分に含むこともある。沸石の定義変更によって、現在ではアルミノ珪酸塩ばかりでなく、同構造でベリリウムBeが置換したベリロ珪酸塩なども沸石に加えられる。また結晶水のないものも沸石に入ることがある。結晶構造は、すきまの多いアルミノ珪酸塩基が骨組をつくり、そのすきまには前記金属イオンや結晶水が入っている。このため金属イオンの交換が容易であり、水の出入りもある程度自由に行われる。

　一般化学組成式上の特徴は、(Al＋Si)：O＝1：2で、1価の金属イオン（ナトリウム、カリウム、セシウム）の数をm、2価の金属イオン（カルシウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム）の数をn、アルミニウムの数をxとすれば、m＋2n＝xの関係がある。

　沸石の生成は、低温で水蒸気圧の高い条件下でなされる。現在沸石は90種程度知られているが、日本では42種が産する。そのうち湯河原(ゆがわら)沸石は日本で発見されたものである。日本産出のおもな沸石は、方沸石、ワイラケイ沸石、ソーダ沸石、スコレス沸石、トムソン沸石、中沸石、ゴナルド沸石、ダキアルディ沸石、モルデン沸石、フェリエ沸石、濁沸石、輝沸石、斜プチロル沸石、束沸石、剥(はく)沸石、十字沸石、湯河原沸石、菱(りょう)沸石、エリオン沸石、レビ沸石などである。

　結晶構造上の特性を生かし、沸石は「分子ふるい」として有機分子などをより分けることに利用されるほか、放射性元素を吸収して浄化することにも使われる。また脱水された沸石は種々の溶液を吸収することもできる。そのため飼料に混ぜて、家畜の消化器官中の有害物質を吸着して排泄(はいせつ)させることにも利用される。英名は、炎を近づけると膨れるため、沸騰するという意味のギリシア語に由来する。

［松原　聰］

『冨永博夫編『ゼオライトの科学と応用』（1987・講談社）』▽『辰巳敬監修『機能性ゼオライトの合成と応用』普及版（1999・シーエムシー）』▽『小野嘉夫・八嶋建明編『ゼオライトの科学と工学』（2000・講談社）』▽『板倉聖宣・山田正男著『固体＝結晶の世界――ミョウバンからゼオライトまで』（2002・仮説社）』

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)日本大百科全書(ニッポニカ)について　情報 | 凡例