Silicatos (minerales)

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Los silicatos y aluminosilicatos son un extenso grupo de minerales . Se caracterizan por una composición química compleja y sustituciones isomórficas de unos elementos y complejos de elementos por otros. Los principales elementos químicos que componen los silicatos son Si , O , Al , Fe 2+ , Fe 3+ , Mg , Mn , Ca , Na , K , así como Li , B , Be , Zr , Ti , F , H , en forma de (OH) - o H 2 O y otros.

El número total de tipos minerales de silicatos es de unos 800. Por prevalencia, representan más del 90% de los minerales de la litosfera [1] [2] [3] . Los silicatos y los aluminosilicatos son minerales formadores de rocas. De estos, se compone el grueso de las rocas: feldespatos , cuarzos , micas , hornblenda , piroxenos , olivinos y otros. Los más comunes son los minerales del grupo de los feldespatos y luego el cuarzo , que representa alrededor del 12% de todos los minerales.

Tipos estructurales de silicatos

La estructura estructural de todos los silicatos se basa en un vínculo estrecho entre el silicio y el oxígeno; esta relación proviene del principio químico cristalino, es decir, de la relación de los radios de los iones Si (0,39 Å) y O (1,32 Å). Cada átomo de silicio está rodeado por átomos de oxígeno dispuestos tetraédricamente a su alrededor. Así, todos los silicatos se basan en tetraedros de oxígeno o grupos [SiO 4 ] 3 , que se combinan entre sí de diversas formas. Dependiendo de cómo se combinen entre sí los tetraedros de silicio y oxígeno, se distinguen los siguientes tipos estructurales de silicatos.

  1. Silicatos insulares , es decir, silicatos con tetraedros [SiO 4 ] 4− aislados y grupos aislados de tetraedros [4] [5] :
    • a) silicatos con tetraedros de silicio-oxígeno aislados (Ver diagrama, a). Su radical es [SiO 4 ] 4− , ya que cada uno de los cuatro oxígenos tiene una valencia. Estos tetraedros no están conectados directamente entre sí, la conexión se da a través de cationes;
    • b) Isla de silicatos con aniones adicionales О 2− , OH − , F − y otros.
    • c) Silicatos con tetraedros dobles . Difieren en pares separados de tetraedros de silicio-oxígeno [Si 2 O 7 ] 6− . Uno de los átomos de oxígeno que tienen en común (ver Esquema, b), el resto están asociados a cationes.
    • d) Silicatos anulares . Se caracterizan por el aislamiento de tres, cuatro o seis grupos de tetraedros de silicio-oxígeno que, además de anillos simples (ver Esquema c, d), también forman anillos de "dos pisos". Sus radicales son [Si 3 O 9 ] 6− , [Si 4 O 12 ] 8− , [Si 6 O 18 ] 2− , [Si 12 O 36 ]24 − . Representantes : olivinos , granates , circón , titanita , topacio , disteno , andalucita , estaurolita , vesuviano , calamina , epidota , zoisita , ortita , rodonita , berilo , cordierita , turmalina y otros.
  2. Silicatos de cadena (Cadena) , silicatos con cadenas continuas de tetraedros de silicio-oxígeno (ver Esquema, e, f). Los tetraedros se articulan en forma de cadenas aisladas continuas. Sus radicales son [Si 2 O 6 ] 4− y [Si 3 O 9 ] 6− . Representantes : piroxenos ortorrómbicos ( enstatita , hiperstena ) y monoclínicos (jadeíta, diópsido , salita , hedenbergita , augita , aegirina , espodumena , wollastonita , silimanita ). Los silicatos de cadena se caracterizan por una densidad y dureza medias y una escisión perfecta a lo largo de los bordes del prisma. Se encuentra en rocas ígneas y metamórficas .
  3. Silicatos de cinturón (Ribbon) , estos son silicatos con cintas aisladas continuas o cinturones de tetraedros de silicio-oxígeno (ver Esquema, g). Se ven como cadenas, cintas o cinturones dobles y no relacionados. Estructura radical [Si 4 O 11 ] 6− . Representantes : tremolita , actinolita , hornblenda .
  4. Los silicatos laminares son silicatos con capas continuas de tetraedros de silicio-oxígeno. (ver Esquema, h). Estructura radical [Si 2 O 5 ] 2− . Las capas de tetraedros de silicio-oxígeno están separadas entre sí y unidas por cationes. Representantes : talco , serpentina , crisotilo-amianto , revdinskita , paligorskita , micas ( moscovita , flogopita , biotita ), hidromicas ( vermiculita , glauconita ), cloritas ( pennita , clinocloro , etc.), minerales arcillosos ( caolinita , crisocola , garnierita , etc. . ), murmanita .
  5. Silicatos con armazones tridimensionales continuos, o silicatos de armazón (ver Esquema, y). En este caso, todos los átomos de oxígeno se comparten. Este marco es neutral. Radical [SiO 2 ] 0 . Es este marco el que corresponde a la estructura del cuarzo . Sobre esta base, no se clasifica como óxido , sino como silicato. La diversidad de los silicatos estructurales se explica por el hecho de que contienen tetraedros de aluminio y oxígeno. La sustitución del silicio tetravalente por aluminio trivalente provoca la aparición de una valencia libre , lo que a su vez conlleva la entrada de otros cationes (por ejemplo , potasio y sodio ). Normalmente, la proporción de Al a Si es de 1:3 o 1:1.

Dependencia de apariencia y propiedades en la estructura

Los silicatos, cuya estructura está representada por tetraedros aislados de silicio y oxígeno, tienen una apariencia isométrica (granates); el berilo hexagonal tiene tetraedros de silicio-oxígeno de seis anillos aislados; Los silicatos de las estructuras de cadena y cinturón suelen ser alargados ( anfíboles , piroxenos). Los silicatos laminares (micas, talco, cloritos) son especialmente evidentes a este respecto. Las capas de tetraedros de silicio-oxígeno son muy fuertes y sus enlaces entre sí a través de cationes son menos fuertes. Es fácil dividirlos a lo largo de las capas. Esto provoca su hendidura y aspecto frondoso.

Minerales

Los silicatos son importantes minerales no metálicos : amianto, talco, micas, caolín, materias primas cerámicas y refractarias, materiales de construcción. También son minerales de berilio , litio , cesio , circonio , níquel , zinc y tierras raras . Además, son ampliamente conocidas como piedras preciosas y ornamentales: esmeralda , aguamarina , topacio , jade , rodonita , etc.

Origen ( génesis )

Endógenas, principalmente ígneas (piroxenos, feldespatos ). Los silicatos también son característicos de pegmatitas (mica, turmalina, berilo, etc.) y skarns (granates, wollastonita). Están ampliamente distribuidos en rocas metamórficas: esquistos y gneises (granates, disteno, clorita). Los silicatos exógenos son productos de la meteorización o alteración de minerales primarios (endógenos) (caolinita, glauconita, crisocola).

Notas

  1. ↑ Mineral-Silicatos . britannica.com . Consultado el 8 de mayo de 2018. Archivado desde el original el 25 de octubre de 2017.
  2. ↑ Ciervo, WA; Howie, RA; Zussman, J. Introducción a los minerales formadores de rocas. (Inglés) . — 2do. - Londres: Longman , 1992. - ISBN 0-582-30094-0 .
  3. ↑ Hurlbut, Cornelio S.; KLEIN, Cornelis. Manual de Mineralogía . — 20 - Wiley, 1985. - ISBN 0-47180580-7 .
  4. ↑ Ciervo, WA; Howie, RA y Zussman, J. (1992). Una introducción a los minerales formadores de rocas (2ª edición ed.). Londres: Longman ISBN 0-582-30094-0
  5. ↑ Hurlbut, Cornelio S.; Klein, Cornelis || 1985). Manual de Mineralogía , Wiley, (20ª edición ed.). ISBN 0-471-80580-7

Literatura

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