Silikatmineral (Svenska)

Struktur

Den grundläggande strukturella enheten för alla silikatmineraler är kiseltetraedern i vilken en kiselatom omges av och binds till (dvs. koordinerad med) fyra syreatomer, vardera i hörnet av en vanlig tetraeder. Dessa SiO4 tetraedriska enheter kan dela syreatomer och kopplas på olika sätt, vilket resulterar i olika strukturer. Topologin för dessa strukturer utgör grunden för silikatklassificering. Till exempel är nesosilikater mineraler vars struktur består av oberoende silikattetraeder. Sorosilikater är silikatmineraler som består av dubbla tetraedriska grupper i vilka en syreatom delas av två tetraeder. Cyklosilikater, däremot, är ordnade i ringar som består av tre, fyra eller sex tetraedriska enheter. Inosilikater visar en enkelkedjig struktur där varje tetraeder delar två syreatomer. Fyllosilikater har en arkstruktur där varje tetraeder delar en syreatom med var och en av tre andra tetraeder. Tektosilikater visar ett tredimensionellt nätverk av tetraedrar, där varje tetraedrisk enhet delar alla sina syreatomer.

Detaljer av kopplingen av tetraeder blev känd tidigt på 1900-talet när röntgendiffraktion möjliggjorde bestämningen av kristallstrukturen. Före detta baserades klassificeringen av silikater på kemiska och fysiska likheter, vilket ofta visade sig vara tvetydigt. Även om många egenskaper hos en silikatmineralgrupp bestäms av tetrahedral koppling, är en lika viktig faktor typen och placeringen av andra atomer i strukturen.

Silikatmineraler kan ses som tredimensionella matriser av syreatomer som innehåller tomrum (dvs. kristallografiska platser) där olika katjoner kan komma in. Förutom de tetraedriska (4-faldiga koordinationsplatserna) är 6-faldiga, 8-faldiga och 12-faldiga platser vanliga. Det finns en korrelation mellan storleken på en katjon (en positivt laddad jon) och vilken typ av plats den kan uppta: ju större katjonen, desto större koordination, eftersom stora katjoner har mer ytarea med vilka syreatomerna kan komma i kontakt. Tetrahedrala platser är i allmänhet upptagna av kisel och aluminium; 6-faldiga ställen med aluminium, järn, titan, magnesium, litium, mangan och natrium; Åtta gånger ställen med natrium, kalcium och kalium; och 12-faldiga ställen med kalium. Element med liknande jonstorlek ersätter ofta varandra. En aluminiumjon är till exempel bara något större än en kiseljon, vilket möjliggör substitution av kisel på både tetraedriska och sexfaldiga platser.

Redaktörerna för Encyclopaedia Britannica