Silicaţi

De la Wikipedia, enciclopedia liberă

Silicaţii constituie peste 90 % din scoarţa pământului, pe când mantaua este alcătuită numai din silcaţi (straturile pământului).

• Din punct de vedere chimic silicaţii constau din siliciu şi oxigen (Si_xO_y) la care se pot adăuga unul sau mai multe metale, ca şi ioni hidroxilici (OH^-). Silicaţi mai sunt numiţi o sare a acidului silicic sau bioxidul de siliciu (cuarţul).
• In mineralogie silicaţii alcătuiesc o grupă mare de minerale.

Cuprins 1 Structura 2 Sistematica silicaţilor 2.1 Formule chimice 2.2 Clasificare după gradul de polimerizare pot fi: 2.3 Inosilicaţi (neosilicaţi) 2.4 Bisilicaţi (sorosilicaţi) 2.5 Silicaţi inelari (ciclosilicaţi) 2.6 Lanţuri simple sau duble de inosilicaţi 2.7 Silicaţii cu structură stratificată (filosilicaţii) 2.8 Tectosilicaţii 2.9 Silicaţi amorfi

[modifică] Structura

Silicaţii au o structură atomică bazată pe acelaşi principiu de construcţie, piatra de fundament o constituie tetraedri de SiO₄. Un atom de siliciu fiind legat de patru atomi de oxigen, în centru rămâne un loc gol pentru atomul mic de siliciu. O altă caracteristică a silicaţilor este aceea că atomii de oxigen pot lua parte în acelaşi timp la mai multe complexe tetraedrice, astfel iau naştere pe lângă tetraedrii izolaţi de SiO₄-, elemente tetraedrice legate între ele după cum urmează:

• tetraedrii izolaţi
• tetraedrii dubli
• tetraedrii inelari
• lanţuri simple sau duble
• structură pe straturi
• structură scheletică sau reţea

Aluminiul poate de exemplu din punct de vedere chimic să înlocuiască atomul de siliciu, aceasta fiind numită o „substituire izomorfă”, astfel de combinaţii fiind numite silicaţi de aluminiu. Aluminiu are valenţa Al³⁺ pe când siliciul Si⁴⁺, astfel va apare o încărcare electrică cu cationi.

[modifică] Sistematica silicaţilor

Familia silicaţilor au o serie de deosebiri ce priveşte:

• formula chimică
• simetria cristalelor
• felul legăturilor chimice

[modifică] Formule chimice

O formulă simplificată a mineralelor din grupa silicaţilor este:

.

Locul complexului oxigen-siliciu poate fi înlocuit de grupări de hidroxid, apă sau de fluoruri. Poziţia lul „M” finnd ocupat de un ion sau mai mulţi ioni metalici până la un echilibru electric. Când un mineral anumit are în complexul structural de Si_xO_y substituiri prin ione de fluor (F) sau de hidroxil (OH) va apare de exemplu formula următoare:

, Caolinit.

iar apa din structură va apare:

, Analcim.

[modifică] Clasificare după gradul de polimerizare pot fi:

[modifică] Inosilicaţi (neosilicaţi)

• unde apar tetraedri de SiO₄- izolaţi ca la:
• Olivină: (Mg,Fe)₂[SiO₄]
• Zircon: Zr[SiO₄]

[modifică] Bisilicaţi (sorosilicaţi)

Aceştia pot apare sub forma de tetraedri dubli legaţi printr-un atom comun de oxigen (punte de legătură). Raportul Si:O fiinde de 2:7, acest tip de structură apare mai rar în natură un exemplu fiind Gehlenitul (Ca₂Al[(Si,Al)₂O₇]).

[modifică] Silicaţi inelari (ciclosilicaţi)

Tetraedrii de SiO₄ sunt grupaţi câte trei patru sau şase, într-o formă de structură inelară, astfel iau naştere:

• [Si₃O₉]^6-
• [Si₄O₁₂]^8-
• [Si₆O₁₈]^12-.

Berilul (Al₂Be₃[Si₆O₁₈]) şi mineralele din grupa turmalinei

[modifică] Lanţuri simple sau duble de inosilicaţi

De acestă grupă aparţin piroxenii şi amfibolii, piroxenii alcătuiesc lanţuri simple într-o singură dimensiune (plan), unde la un atom de oxigen se leagă douăgrupări tetraedrice, raportul Si:O fiind de 1:3 ca de exemplu la diopsid (CaMg[Si₂O₆]).

Amfibolii alcătuiesc de asemenea lanţuri unidimensionale, însă pot apare şi structuri de lanţuri duble raportul Si:O fiind de 4:11, atfel un mineral reprezentativ din grupa amfibolilor fiind Actinolitul (Ca₂(Mg,Fe)₅[(OH)₂|Si₈O₂₂]).

[modifică] Silicaţii cu structură stratificată (filosilicaţii)

La un grad mai înalt de polimerizare se formează filosilicaţii, unde avem o structură mai complexă pe 2 sau 3 straturi, raportul de Si:O fiind de 2:5. O altă împărţire a cestei grupe fiind după structură şi după ionii care se află între tetraedri, astfel spaţiul dintre tetraedrii poate fi ocupat ca de exemplu de gruparea (-OH), (-O^-Me⁺) legăturile chimice fiind bipolare sau ionice. De această categorie aparţine mica, talcul, serpentina, mineralele argiloase ca vermiculitul. c Un exemplu de mineral cu structură pe 3 straturi este muskovitul„o mică argiloasă” (KAl₂[(OH)₂|AlSi₃O₁₀]) şi cu o structură pe două straturi caolinitul (Al₄[(OH)₈|Si₄O₁₀]

[modifică] Tectosilicaţii

Silcaţii din acesată categorie, au legat atomul de oxigen printr-o punte de legătură cu două grupări tetraedrice simultan, astfel ia naştere o structură de schelet tridimensional. Acest tip de structură are formula chimică SiO₂ formula cuarţului. Pentru formarea altor tectosilicaţi e necesară substituirea siliciului cu aluminiul, urmând o încărcare elecrică cu cationi, luând naştere plagiclazii din grupa feldspatului ca (Albit - Anorthit): (NaAlSi₃O₈ - CaAl₂Si₂O₈). Prin integrarea la temperaturi mai joase a apei în structură ia naştere grupa zeolitului ca de exemplu Natrolith (Na₂[Al₂Si₃O₁₀]*nH₂O).

[modifică] Silicaţi amorfi

Exemplu de silicat cu o structură amorfă este opalul cu moleculă integrată de apă (SiO₂ * nH₂O). Cochiliile diatomeelor sau radiolarilor au de asemenea silicaţi cu o structură amorfă.