Mineral de silicato

Estructura

La unidad estructural básica de todos los minerales de silicato es el tetraedro de silicio en el que un átomo de silicato está rodeado y unido (es decir, coordinado con) cuatro átomos de oxígeno, cada uno en la esquina de un tetraedro regular. Estas unidades tetraédricas de SiO4 pueden compartir átomos de oxígeno y estar unidas de diversas formas, lo que da como resultado diferentes estructuras. La topología de estas estructuras forma la base para la clasificación de silicatos. Por ejemplo, los nesosilicatos son minerales cuya estructura está formada por tetraedros de silicato independientes. Los sorosilicatos son minerales de silicato que consisten en grupos tetraédricos dobles en los que un átomo de oxígeno es compartido por dos tetraedros. Los ciclosilicatos, por el contrario, están dispuestos en anillos formados por tres, cuatro o seis unidades tetraédricas. Los inosilicatos muestran una estructura de cadena simple en la que cada tetraedro comparte dos átomos de oxígeno. Los filosilicatos tienen una estructura laminar en la que cada tetraedro comparte un átomo de oxígeno con cada uno de los otros tres tetraedros. Los tectosilicatos muestran una red tridimensional de tetraedros, con cada unidad tetraédrica compartiendo todos sus átomos de oxígeno.

Detalles El enlace de los tetraedros se conoció a principios del siglo XX cuando la difracción de rayos X hizo posible la determinación de la estructura cristalina. Antes de esto, la clasificación de los silicatos se basaba en similitudes químicas y físicas, que a menudo resultaban ambiguas. Aunque muchas propiedades de un grupo mineral de silicato están determinadas por enlaces tetraédricos, un factor igualmente importante es el tipo y la ubicación de otros átomos en la estructura.

Los minerales de silicato se pueden considerar como matrices tridimensionales de átomos de oxígeno que contienen espacios vacíos (es decir, sitios cristalográficos) donde pueden entrar varios cationes. Además de los sitios tetraédricos (coordinación de 4 veces), son comunes los sitios de 6, 8 y 12 veces. Existe una correlación entre el tamaño de un catión (un ion cargado positivamente) y el tipo de sitio que puede ocupar: cuanto más grande es el catión, mayor es la coordinación, porque los cationes grandes tienen más superficie con la que los átomos de oxígeno pueden hacer contacto. Los sitios tetraédricos generalmente están ocupados por silicio y aluminio; 6 sitios por aluminio, hierro, titanio, magnesio, litio, manganeso y sodio; Sitios de 8 veces por sodio, calcio y potasio; y 12 veces por potasio. Los elementos de tamaño iónico similar a menudo se sustituyen entre sí. Un ión de aluminio, por ejemplo, es solo un poco más grande que un ión de silicio, lo que permite la sustitución del silicio tanto en sitios tetraédricos como en 6 veces.

Los editores de Encyclopaedia Britannica