Silikatmineral (Dansk)

Struktur

Den grundlæggende strukturelle enhed for alle silicatmineraler er siliciumtetraeder, hvori et siliciumatom er omgivet af og bundet til (dvs. koordineret med) fire iltatomer, hver i hjørnet af en almindelig tetraeder. Disse SiO4 tetraedriske enheder kan dele iltatomer og forbindes på forskellige måder, hvilket resulterer i forskellige strukturer. Topologien af disse strukturer danner grundlaget for silikatklassificering. For eksempel er nesosilicater mineraler, hvis struktur består af uafhængige silikattetraeder. Sorosilicater er silikatmineraler, der består af dobbelt tetraedriske grupper, hvor et iltatom deles af to tetraeder. Cyclosilicater er derimod arrangeret i ringe, der består af tre, fire eller seks tetraedriske enheder. Inosilikater viser en enkeltkædestruktur, hvor hver tetraeder deler to oxygenatomer. Phyllosilicater har en arkstruktur, hvor hver tetraeder deler et iltatom med hver af tre andre tetraeder. Tektosilikater viser et tredimensionelt netværk af tetraeder, hvor hver tetrahedral enhed deler alle sine iltatomer.

Detaljer af koblingen af tetraeder blev kendt tidligt i det 20. århundrede, da røntgendiffraktion muliggjorde bestemmelsen af krystalstrukturen. Forud for dette var klassificeringen af silicater baseret på kemiske og fysiske ligheder, som ofte viste sig at være tvetydige. Selvom mange egenskaber ved en silikatmineralgruppe bestemmes af tetraedral binding, er en lige så vigtig faktor typen og placeringen af andre atomer i strukturen.

Silikatmineraler kan betragtes som tredimensionelle arrays af iltatomer, der indeholder hulrum (dvs. krystallografiske steder), hvor forskellige kationer kan komme ind. Udover de tetraedriske (4 gange koordinerings) steder er 6 gange, 8 gange og 12 gange steder almindelige. Der findes en sammenhæng mellem størrelsen af en kation (en positivt ladet ion) og typen af sted, den kan besætte: jo større kationen er, desto større koordinering, fordi store kationer har mere overfladeareal, som iltatomerne kan komme i kontakt med. Tetraedriske steder er generelt optaget af silicium og aluminium; 6-foldssteder med aluminium, jern, titanium, magnesium, lithium, mangan og natrium; 8 gange steder med natrium, calcium og kalium; og 12 gange steder ved kalium. Elementer med lignende ionstørrelse erstatter ofte hinanden. En aluminiumion er for eksempel kun lidt større end en siliciumion, hvilket tillader substitution af silicium på både tetraedriske og 6-foldssteder.

Redaktørerne af Encyclopaedia Britannica