Silikatmineral (Norsk)

Struktur

Den grunnleggende strukturelle enheten til alle silikatmineraler er silisiumtetraederet der et silisiumatom er omgitt av og bundet til (dvs. koordinert med) fire oksygenatomer, hver i hjørnet av en vanlig tetraeder. Disse SiO4 tetraedriske enhetene kan dele oksygenatomer og kobles på en rekke måter, noe som resulterer i forskjellige strukturer. Topologien til disse strukturene danner grunnlaget for silikatklassifisering. For eksempel er nesosilikater mineraler hvis struktur består av uavhengige silikattetraeder. Sorosilikater er silikatmineraler som består av doble tetraedriske grupper der ett oksygenatom deles av to tetraeder. Cyclosilicates, derimot, er arrangert i ringer som består av tre, fire eller seks tetraedriske enheter. Inosilikater viser en enkeltkjedestruktur hvor hvert tetraeder deler to oksygenatomer. Fyllosilikater har en arkstruktur der hver tetraeder deler et oksygenatom med hver av tre andre tetraeder. Tektosilikater viser et tredimensjonalt nettverk av tetraeder, hvor hver tetrahedral enhet deler alle oksygenatomer.

Detaljer av koblingen av tetraeder ble kjent tidlig på 1900-tallet da røntgendiffraksjon gjorde det mulig å bestemme krystallstrukturen. Før dette var klassifiseringen av silikater basert på kjemiske og fysiske likheter, som ofte viste seg å være tvetydige. Selv om mange egenskaper til en silikatmineralgruppe bestemmes av tetrahedral kobling, er en like viktig faktor typen og plasseringen av andre atomer i strukturen.

Silikatmineraler kan betraktes som tredimensjonale matriser av oksygenatomer som inneholder tomrom (dvs. krystallografiske steder) hvor forskjellige kationer kan komme inn. Foruten tetraedriske (fire ganger koordinerings) steder, er 6 ganger, 8 ganger og 12 ganger steder vanlige. Det er en sammenheng mellom størrelsen på en kation (et positivt ladet ion) og typen sted den kan okkupere: jo større kation, jo større koordinasjon, fordi store kationer har mer overflateareal som oksygenatomene kan komme i kontakt med. Tetraedriske steder er vanligvis okkupert av silisium og aluminium; 6-fold nettsteder av aluminium, jern, titan, magnesium, litium, mangan og natrium; Åtte ganger nettsteder av natrium, kalsium og kalium; og 12 ganger seter etter kalium. Elementer av lignende ionestørrelse erstatter ofte hverandre. Et aluminiumion er for eksempel bare litt større enn et silisiumion, noe som tillater erstatning av silisium på både tetraeder og seks ganger.

Redaksjonen for Encyclopaedia Britannica