KRZEMIANY

Krzemiany - krystaliczne połączenie jonów Si, O i metali, niekiedy H, a także drobin H

2

O (krzemiany uwodnione)

Anion krzemotlenowy [SiO

4

]

4-

Kation Si

4+

tworzy 4 wiązania z tlenem, które są skierowane ku narożom czworościanu (tetraedr). Wiązania mają

charakter jonowo-atomowy.

KONDENSACJA anionów krzemotlenowych
Łączenie dwóch lub więcej tetraedrów w struktury bardziej złożone.

Stopień kondensacji tetraedrów - podstawa systematyki krzemianów)
STOPIEŃ KONDENSACJI ZALEŻY OD STĘŻENIA TLENU W STOPIE KRZEMIANOWYM
Podczas kondensacji jonów [SiO]

4-

w magmie lub podczas przekrystalizowania skał metamorficznych następuje

zubożenie krzemianów w tlen w myśl reakcji:
[SiO]

4-

+ [SiO]

4-

--> [Si

2

O

7

]

6-

+ O

2

GLINOKRZEMIANY
[AlO

4

]

5-

kompleksowy anion Al. I , który ze względu na podobieństwo promienia jonowego z anionem [SiO]

4-

może go

zastępować w strukturach krzemianów (diadochia heterowalentna). Różnica ładunków jest rekompensowana
przyłączeniem dodatkowych kationów K

+

, Na

+

, ca

+

, Mg

2+

Np.. Skaleń potasowy K[AlSi

3

O

8

] co czwarty anion [SiO

4

]

4-

jest zastąpiony przez [AlO

4

]

5-

, a różnica ładunków jest

rekompensowana przez kation K

+

Podobną rolę w budowie krzemianów mogą też spełniać B

3+

(borokrzemiany) lub Be

2+

(berylokrzemiany)

Krzmiany i glinokrzemiany stanowią około ~90% wszystkich minerałów w skorupie ziemskiej.

Struktura SiO

2

22.03.2013 Krzemiany

22 marca 2013

12:07

Ćw - mineralka Strona 1

Krzmiany i glinokrzemiany stanowią około ~90% wszystkich minerałów w skorupie ziemskiej.

KRZEMIANY WYSPOWE [SiO

4

]

4-

I.

Mają najprostszą budowę, brak połączeń tetraedrów mostkami tlenowymi. Łączą się między sobą poprzez
wiązanie jonowe z kationami metali.

Duża twardość (ok. 7)

Stosunkowo duża gęstość

Wysoki współczynnik załamania światła (duży połysk)

Większość bezbarwna, ale mają swoje zabarwione odmiany spowodowane obecnością barwników -
chromatoforów

Minerały (licznie reprezentowane w przyrodzie):

Oliwiny

1)

(Mg,Fe)

2

[SiO

4

]

Przykłady minerałów:

Forsteryt Mg

2

[SiO

4

]

-

Fajalit Fe

2

[SiO

4

]

-

Izomorficzny szereg utworzony przez:

Odmiana ozdobna: Chryzolit (przeźroczysty, żółto-zielony)

Łatwo ulegają przeobrażeniom, najczęściej serpentynizacji
OLIWIN => SERPENTYNIT

Granaty

2)

A

3

2+

B

2

3+

[SiO

4

]

3

A - Mg, Ca, Mn, Fe
B- Al, Fe, Cr, Mn, V, Ti, Zr

Almandyn czerwony, fioletowo-czerwony

Fe

3

Al

3

[SiO

4

]

3

Pirop

czerwony i jego odcienie

Mg

3

Al

2

[SiO

4

]

3

Spessartyn pomarańczowy, różowy, brunatny, prawie czarne

Grossular

kolor agrestu, wszelkie odmiany zielonego, często użylony

Andradyt

od żółtozielonego po czarny

Uwarowit

szmaragdowozielony, dzięki chromowi Cr

W grupie granatów można spodkać wszystkie odcienie barw, z wyjątkiem niebieskiej

Cyrkon Zr[SiO

4

]

3)

Hiacynt,
Argon

Najczęściej spotykanymi śą odcienie barwy pomarańczowoczerwonej, czerwonej, fioletowej.

Topaz Al

2

F

2

[SiO

4

]

Staurolit Al

4

FeO

2

[OH]

2

[SiO

4

]

2

Tytanit CaTi[O|SiO

4

]

Al

2

O

3

* SiO

2

lub (Al

2

SiO

5

)

1)

Polimorfy:
Syllimanit

-

Andaluzyt

-

Dysten (cyanit)

-

Datolit CaB[OH|SiO

4

] pionowa kreska | we wzorze znaczy, że może być albo to albo to

Krzemiany grupowe [Si

2

O

7

]

6-

II.

Połączenia 2 tetraedrów mostkami tlenowymi

Jeden kation Al

3+

jest zawsze otoczony przez 6 anionów O

2-

, a drugi przez 4,5 lub 6

Minerały (mało rozpowszechnione w przyrodzie):

Ćw - mineralka Strona 2

Wezuwian

1)

Szereg izomorficzny

2)

Zoizyt - klinozoizyt - epidot

Krzemiany pierścieniowe

III.

[Si

3

O

9

]

6-

pierścień składa się z 3 tetraedrów

1.

Benitoit BaTi[Si

3

O

9

]

[Si

4

O

12

]

8-

2.

Aksynit (boranokrzemian)
[Si

6

O

18

]

12-

3.

Minerały:
Beryl Al

2

Be

3

[Si

6

O

18

] -> zabarwiona na zielono odmiana to szmaragd

a)

Odmiany:
Akwamaryn (niebieski, morski)

-

Heliodor (żółty, zielono-żółty)

-

Morganit (różowo-czerwony)

-

Szmaragd (zielony)

-

Turmalin (uwodniony boranokrzeminan Na, Al., Li, Mg - b. urozmaicony skład chemiczny - grupa izomorficzna)

b)

Odmiany:
Elbait (wielobarwny "turmalin arbuzowy", niektóre mają nawet po kilkanaście barw i odcieni)

-

Drawit (żółto-brunatny, czerwono-brunatny)

-

Szerl (czarny, najbardziej powszechny)

-

Uwit (ciemnobrunatny)

-

Indygolit (niebieski)

-

Werdelit (zielony)

-

Rubelit (różowy)

-

Kordieryt Mg

2

Al

3

[AlSi

5

O

18

]

[Si

8

O

20

]

8-

4.

[Si

12

O

30

]

12-

5.

Dioptaz Cu

6

[Si

6

O

18

]*6H

2

O

Wyspowe

-

Grupowe

-

Pierścieniowe

-

Łańcuchowe -> pirokseny

-

Wstęgowe -> amfibole

-

Warstwowe

-

Szkieletowe (przestrzenne)

-

KRYSTALOCHEMICZNA KLASYFIKACJA KRZEMIANÓW:

Ćw - mineralka Strona 3