silicati
Silicati
IL silicio e' tetravalente come il Carbonio ma le maggiori dimensioni atomiche
non permettano la formazione di dopi o tripli legami. Rispetto l'Ossigeno ha
numero di Coordinazione 4 (struttura tetraedrica SiO4 4-). Spesso i minerali sono
allumino-silicati (Al ha numero di coordinazione 6 con strutture ottaedriche di
Al(OH)6 3-, allo stessa maniera il magnesio). Dipendendo il numero di
coordinazione dai rapporti tra i raggi atomici a volte Al puo avere coord. 4
(ad alte T nelle rocce ignee).
Isomorfismo:
Uno ione subentra ad un'altro di raggio ionico simile all'interno di una
struttura cristallina. Se la carica non e' la stessa tra i due ioni si crea uno
scompenso che verra' compensato da cationi (di solito scompenso di carica
negativa sul cristallo).
Tipi di Silicati
- Nesosilicati: Si/O 1:4; Olivina (cationi di Mg e Fe 3+ come
ponte per neutralizzare le cariche.
- Sorosilicati: Si/O 1:3,5
- Inosilicati:
- Pirosseni Si/O 1:3; a catena singola
- Anfiboli Si/O 1:2,75; a catena doppia
- Ciclosilicati: Si/O 1:3 (esagoni); berillio
- Fillosilicati: Si/O 1:2,5. Nei minerali argillosi strati tetraedici
di silicio si alternano a strati diottaedrici di Alluminio (Al2(OH)6: Gibbsite) e
strati triottaedrici di Magnesio (Mg3(OH)6: Brucite).
- tipo 1:1
- Diottaedrici:Caolinite:
Al2Si2O5 (OH)4. struttura grossolana (2-0,2 micron). Legami
idrogeno tra i due strati, distanza basale 7.2 A fissa. Superficie 10-20 m2/g;
Al/Si 1:1 quindi praticamente nulle le sostituzioni. Carica variabile
(dissociazione -OH) 1-10 meq di ioni /100g.
- Triottaedrici: tra cui i
serpentini (Mg3 SiO2 O5 (OH)4 , minerali primari come il crisotolio e l'antigorite con
qualche sostituzione con Al3+ e Fe2+, e la cronstedite
- tipo 2:1
- Diottaedrici
- Pirofillite (Al2 Si4 O10 (0h)2) Struttura a sandwich senza
sostituzioni, legami tra strati deboli (van der Waals) strati accostati (non
entra h2O), distanza basale 9,3 A.
- Montmorillonite (o Smectiti la M. se sostituzioni nello strato
ottaedrico); dimensioni piccolissime, sostituzioni isomorfe a
livello tedraedrico e ottaedrico (specialmente Mg2+ su Al 3+),
cariche negative saturate da Na+, superficie 600-800 m2/g, a causa della bassa
carica di strato (di solito vicino 1), distanza basale
9.6-18 A (maggiore se completamente idratata). Per la neutralizzazione 80-120
m.e. ioni/100g.
- Vermiculite da profonde alterzaioni delle miche; sostituzioni di
Si4+ con Al3+ e di Al3+ com Mg2+ o Fe2+. Le cariche neutralizzate da Mg(H2O)6
2+ (120-150 meq/100g), a causa dell'elevata carica di strato poco
dilatabili (10-15 A), superficie di 600-800 m2/g. se saturata da K+ o NH4+,
non piu' dilatabile (diventa illite).
- Muscovite Mica secondaria, elevato numero di sostituzioni,
neutralizzata da K+ e NH4+ (distanza fissa di 10 A), causa l'alta carica di
strato neutralizzata da 20-40 m.e. ioni/100g, e superfice di 10-120 m2/g. Molto
comuni miche alterate (illiti o idromiche) con maggior acqua negli spazi
interstrato.
- Triottaedrici:
- Talco simile (a parte lo strato brucitico) alla Pirofillite.
- Smectiti simili la montmorillonite come la saponite o
l'hectorite.
- Vermiculite come la diottaedrica.
- Biotite mica simile la muscovite.
- Tipo 2:1:1 la struttura a sandwich accompagnata
nell'interstrato da foglio ottaedrico tipo [AlMg2 (OH)6]+ come parte
integrante; riduce la dilatabilita' (14A), la carica di neutralizzazione (10-40
m.e. ioni/100g), e la superficie (70-150 m2/g)
- Tectosilicati: Si/O 1:2; tutti gli atomi condividono l'ossigeno con
un altro silicio. esempio classico il quarzo (Si02).