Minéral silicaté

Structure

Lunité structurelle de base de tous les minéraux silicatés est le tétraèdre de silicium dans lequel un atome de silicium est entouré et lié (cest-à-dire coordonné avec) quatre atomes doxygène, chacun au coin dun tétraèdre régulier. Ces unités tétraédriques SiO4 peuvent partager des atomes doxygène et être liées de différentes manières, ce qui donne des structures différentes. La topologie de ces structures constitue la base de la classification des silicates. Par exemple, les nésosilicates sont des minéraux dont la structure est constituée de tétraèdres silicatés indépendants. Les sorosilicates sont des minéraux silicatés constitués de doubles groupes tétraédriques dans lesquels un atome doxygène est partagé par deux tétraèdres. Les cyclosilicates, en revanche, sont disposés en anneaux composés de trois, quatre ou six unités tétraédriques. Les inosilicates présentent une structure à chaîne unique dans laquelle chaque tétraèdre partage deux atomes doxygène. Les phyllosilicates ont une structure en feuille dans laquelle chaque tétraèdre partage un atome doxygène avec chacun des trois autres tétraèdres. Les tectosilicates présentent un réseau tridimensionnel de tétraèdres, chaque unité tétraédrique partageant tous ses atomes doxygène.

Détails de la liaison des tétraèdres est devenue connue au début du 20e siècle lorsque la diffraction des rayons X a rendu possible la détermination de la structure cristalline. Auparavant, la classification des silicates était basée sur des similitudes chimiques et physiques, qui se révélaient souvent ambiguës. Bien que de nombreuses propriétés dun groupe minéral silicate soient déterminées par la liaison tétraédrique, un facteur tout aussi important est le type et lemplacement des autres atomes dans la structure.

Les minéraux silicatés peuvent être considérés comme des réseaux tridimensionnels datomes doxygène contenant des espaces vides (cest-à-dire des sites cristallographiques) dans lesquels divers cations peuvent entrer. Outre les sites tétraédriques (coordination 4 fois), les sites 6 fois, 8 fois et 12 fois sont courants. Il existe une corrélation entre la taille dun cation (un ion chargé positivement) et le type de site quil peut occuper: plus le cation est gros, plus la coordination est grande, car les grands cations ont plus de surface avec laquelle les atomes doxygène peuvent entrer en contact. Les sites tétraédriques sont généralement occupés par le silicium et laluminium; Sites 6 fois par laluminium, le fer, le titane, le magnésium, le lithium, le manganèse et le sodium; Sites 8 fois par sodium, calcium et potassium; et 12 sites par le potassium. Des éléments de taille ionique similaire se substituent souvent les uns aux autres. Un ion aluminium, par exemple, nest que légèrement plus gros quun ion silicium, ce qui permet de remplacer le silicium dans les sites tétraédriques et 6 fois.

Les rédacteurs de lEncyclopaedia Britannica