ケイ酸塩鉱物
構造
すべてのケイ酸塩鉱物の基本的な構造単位は、1つのシリコン原子が囲まれて結合している（つまり、配位している）シリコン四面体です。 with）4つの酸素原子、それぞれが正四面体の角にあります。これらのSiO4四面体ユニットは、酸素原子を共有し、さまざまな方法で結合できるため、構造が異なります。これらの構造のトポロジーは、ケイ酸塩分類の基礎を形成します。たとえば、ネソケイ酸塩は、その構造が独立したケイ酸塩四面体で構成されている鉱物です。ソロシリケートは、1つの酸素原子が2つの四面体で共有されている二重四面体基からなるケイ酸塩鉱物です。対照的に、シクロシリケートは、3つ、4つ、または6つの四面体ユニットで構成されるリングに配置されます。イノシリケートは、各四面体が2つの酸素原子を共有する単鎖構造を示します。フィロシリケートは、各四面体が他の3つの四面体のそれぞれと1つの酸素原子を共有するシート構造を持っています。テクトシリケートは、四面体の3次元ネットワークを示し、各四面体ユニットはすべての酸素原子を共有します。
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詳細四面体の結合の特徴は、X線回折によって結晶構造の決定が可能になった20世紀初頭に知られるようになりました。これ以前は、ケイ酸塩の分類は化学的および物理的類似性に基づいていましたが、これはしばしばあいまいであることが証明されていました。ケイ酸塩鉱物グループの多くの特性は四面体結合によって決定されますが、同様に重要な要素は、構造内の他の原子のタイプと位置です。
ケイ酸塩鉱物は、さまざまな陽イオンが入る可能性のあるボイドスペース（結晶学的サイト）を含む酸素原子の3次元配列と考えることができます。四面体（4倍配位）サイトに加えて、6倍、8倍、および12倍のサイトが一般的です。陽イオン（正に帯電したイオン）のサイズとそれが占めることができるサイトのタイプの間には相関関係が存在します。大きな陽イオンは酸素原子が接触できる表面積が大きいため、陽イオンが大きいほど配位が大きくなります。四面体サイトは一般にシリコンとアルミニウムで占められています。アルミニウム、鉄、チタン、マグネシウム、リチウム、マンガン、ナトリウムによる6倍のサイト。ナトリウム、カルシウム、カリウムによる8倍の部位。カリウムによる12倍の部位。同様のイオンサイズの元素は、しばしば互いに置き換わります。たとえば、アルミニウムイオンはシリコンイオンよりもわずかに大きいだけなので、四面体サイトと6倍サイトの両方でシリコンを置き換えることができます。
EncyclopaediaBritannicaの編集者