Mineral de silicat

Structură

Unitatea structurală de bază a tuturor mineralelor de silicat este tetraedrul de siliciu în care un atom de siliciu este înconjurat și legat de (adică, coordonat) cu) patru atomi de oxigen, fiecare la colțul unui tetraedru obișnuit. Aceste unități tetraedrice de SiO4 pot împărți atomii de oxigen și pot fi legate într-o varietate de moduri, ceea ce duce la diferite structuri. Topologia acestor structuri stă la baza clasificării silicaților. De exemplu, nesosilicații sunt minerale a căror structură este alcătuită din tetraedre independente de silicat. Sorosilicații sunt minerale silicatice formate din grupuri tetraedrice duble în care un atom de oxigen este împărțit de doi tetraedri. Ciclosilicații, în schimb, sunt aranjați în inele formate din trei, patru sau șase unități tetraedrice. Inosilicații prezintă o structură cu un singur lanț în care fiecare tetraedru împarte doi atomi de oxigen. Filosilicații au o structură de foi în care fiecare tetraedru împarte un atom de oxigen cu fiecare dintre alți trei tetraedri. Tectosilicații arată o rețea tridimensională de tetraedri, fiecare unitate tetraedrică împărtășind toți atomii săi de oxigen.

Detalii a legăturii tetraedrelor a devenit cunoscută la începutul secolului al XX-lea, când difracția cu raze X a făcut posibilă determinarea structurii cristaline. Înainte de aceasta, clasificarea silicaților se baza pe asemănări chimice și fizice, care s-au dovedit adesea ambigue. Deși multe proprietăți ale unui grup mineral silicat sunt determinate de legătura tetraedrică, un factor la fel de important este tipul și locația altor atomi din structură.

Mineralele silicatice pot fi considerate ca tablouri tridimensionale de atomi de oxigen care conțin spații goale (adică site-uri cristalografice) în care pot intra diferiți cationi. Pe lângă siturile tetraedrice (coordonare de 4 ori), site-urile de 6, 8 ori și 12 ori sunt comune. Există o corelație între dimensiunea unui cation (un ion încărcat pozitiv) și tipul de sit pe care îl poate ocupa: cu cât cationul este mai mare, cu atât este mai mare coordonarea, deoarece cationii mari au mai multă suprafață cu care atomii de oxigen pot intra în contact. Siturile tetraedrice sunt în general ocupate de siliciu și aluminiu; 6-site-uri de aluminiu, fier, titan, magneziu, litiu, mangan și sodiu; Situri de 8 ori prin sodiu, calciu și potasiu; și site-uri de 12 ori de potasiu. Elementele de dimensiuni ionice similare se substituie adesea unul altuia. Un ion de aluminiu, de exemplu, este doar puțin mai mare decât un ion de siliciu, permițând înlocuirea siliciului atât în siturile tetraedrice, cât și în cele de 6 ori.

Editorii Enciclopediei Britanice