Съвременна класификация
Основните видове връзки на силициево-кислородни радикали: 1 - изолирани [SiO4] 4- тетраедри с Mg, Fe, Ca октаедри; 2, [Si2O7] групи;6- от два тетраедъра; 3 - зъбни колела [Si3O9] 6-; 4 - [SiO3] 2- вериги; 5 - ленти [Si4O11] 6-; 6 - слоеве на зъбни колела [Si4O10] 4-.
Силикатиприродни (от лат. silex - кремък), - класът на най-често срещаните минерали; естествени химични съединения със сложен силициево-кислороден радикал. Силикатите съставляват повече от 75% от земната кора (и заедно с кварца около 87%) и повече от 95% от магматичните скали. С. включват повече от 500 минерални вида, включително най-важните скалообразуващи - фелдшпати, пироксени, амфиболи, слюди и др.
Съвременна класификация
Съвременната класификация на силикатите се основава на кристалохимични данни, обобщаващи резултатите от химични и рентгенови изследвания на структурата на силикатни минерали (виж Кристалохимия). Структурите на всички S. се основават на силициево-кислородния радикал [SiO4] 4- под формата на тетраедър. Важна характеристика на S. е способността за взаимно комбиниране (полимеризация) на два или повече силициево-кислородни тетраедри чрез общ кислороден атом. Естеството на тази комбинация се взема предвид при класифицирането на C. В допълнение, класификацията на C. отчита състава на радикалите (Si, Al, B, Be, Ti, Zr, U) и състава на катионите (K, Na, Ca, Mg, Fe, Mn, Al), наличието и естеството на вода или хидроксилни групи в C., наличието на допълнителни анионни групи. В случаите, когато други тетраедрични радикали играят същата роля като [SiO4] 4-тетраедри в S. структурата, се изолират алумосиликати, боросиликати и берилосиликати, както и хетерогенна рамка и слоести титан и циркосиликати. В номенклатурата на S., заедно със структурните обозначения, свързани свид комбинации от силициево-кислородни тетраедри, понякога се използват имена, които са запазени от концепцията за тях като соли на силициеви киселини: ортосиликати - соли на ортосилициева киселина, метасиликати - соли на метасилициева киселина и др.
Структура на силикатите
Според характера на комбинацията от силициево-кислородни тетраедри се разграничават 5 подкласа силикати: островни, пръстени, верижни, слоести, рамкови.Островни силикати. Те включват силикати с изолирани [SiO4]-4-ортосиликатни тетраедри, свързани с помощта на октаедрични катиони, разположени между тях, или с изолирани двойки [Si2O7]6-диортосиликатни тетраедри, възникнали в резултат на комбинацията от два силициево-кислородни тетраедри. Ортосиликатите включват групиоливин(MgFe)2[SiO4],цирконZr [SiO4],гранати,фенакитBe2[SiO4] и други (без вода и допълнителни аниони),топазAl2[SiO4]F2,andalus itaAl2[SiO4] O,титанитCaTi [SiO4] O и др. (с допълнителни аниони F - , O 2- , OH - ); към диортосиликати - групибертрандитBe4[Si2O7j (OH)2, илваит CaFe3 × [Si2O7] O (OH) и др.;везувианCa19 Mg3Al10[Si2O7]4 × [SiO4]10O2(OH)6, епидот Ca, Ce, Fe 3+, Fe 2+, Al2[Si2O7] × [SiO4] O × (OH) групи и др.Пръстеновите силикатипринадлежат към ортодиортосиликатите. се характеризират с пръстенна структура, в която [SiO4] 4- групите не са изолирани, а са свързани чрез общи кислородни йони в пръстени. В същото време се разграничават два вида пръстени - прости и двойни („двуетажни“). Първият включва пръстени от типа [SI3O9] 6-- група от воластонит CA3 [si3O9], като [si4O12] 8-- група от тарамелит BA2FE2 [si4O12] (OH) 2, тип [SI6O18] 12-- групиБерилBE3AL2 [SI6O18], <22><22> CORDIRDIRIA че
В структурите на S. са установени значителен брой различни видове вериги, ленти, мрежи и рамки от тетраедри.
Според състава на тетраедричните радикали, прости силикати със силициево-кислороден радикал [SiO4] 4- и сложни силикати, в които заедно с [SiO4] 4- има тетраедрични групи от алуминий (алумосиликати), берилий (берилосиликати), бор (боросиликати), титан (титаносиликати), цирконий (цирконосиликати), уран (ураносиликати). Наред с това се разграничават силикати Al, Be, Ti, Zr, в които тези елементи играят ролята на същите катиони като Mg, Fe и др., Свързвайки се със силициево-кислородни тетраедри не във върхове, а чрез ръбове или чрез върхове, разделени между два тетраедра.
Катионите, които съставляват S., се разделят предимно на 2 групи: малки катиони - Mg 2+, Al 3+, Fe 2+, Mn 2+ и др., частично Ca 2+, които обикновено имат октаедрична координация (съдържащите ги съединения съставляват първата глава на кристалната химия на S., според Н. В. Белов, 1961), и големи катиони - K +, Na + , Ca 2+ , Ba 2+ , Sr 2+ , редкоземни елементи, които образуват съответно по-големи координационни полиедри: 8-, 9-, 12-върхове, чиито краища вече са съизмерими с размерите не на единични [SiO4] 4- тетраедри, а на [Si2O7] 6- групи (втората глава на кристалохимията е свързана с тези съединения).
S. се характеризира сизоморфизъм, който се проявява особено широко сред катионите; В резултат на това серия от твърди разтвори (непрекъснати или със значителни граници на заместване) и изоморфни примеси са често срещани в сярата. Следователно дори подробните формули на S., които отчитат основните изоморфни замествания, все още са непълни поради голямата сложност на състава на реалния S. Разпределението на изоморфните катиони в структурата на S. зависи от температурата и се определя чрез рентгенова дифракция или чрез Mössbauer и инфрачервен спектър. Това свойство позволява С. да се използва като геотермометър.
В състава на S. се отбелязва разнообразие от форми на включване на водород в тяхната структура - под формата на хидроксилни групи, кристализационна и зеолитна вода, междинна адсорбирана вода и др., Изследвани с помощта на ядрено-магнитен резонанс (NMR), термичен анализ и инфрачервена спектроскопия. Във всички подкласове на C. се разграничават групи с допълнителни аниони (O 2-, F -, CI -, OH -, S 2-) и радикали (SO4 2-, CO3 2- и др.).
Допълнителни усложнения в структурата на силиката са свързани с явления на подреждане (особено Al-Si в алумосиликати и Mg-Fe в оливини, пироксени и амфиболи), политипични и смесени слоеве сраствания (в слоести силикати), полиморфни трансформации (например андалузит-дистен-силиманит), разлагане на твърди разтвори и образуване на електрони -центрове на дупки (вижДефекти в кристали).
Поради сложната си структура повечето кристали имат ниска симетрия: около 45% кристализират в моноклинна симетрия, 20% имат ромбична симетрия, 9% триклинна симетрия, 7% тетрагонална симетрия, 10% тригонална и хексагонална симетрия и 9% кубична симетрия.
побратимяване(близнаци на растеж, механични и фазови трансформации) е доста типично.
Общи свойства
Свойствата на силикатите се определят предимно от вида на силициево-кислородния тетраедър: разцепване (несъвършено в островни и пръстеновидни нишки, перфектно и зависимо от ориентацията на силициево-кислородните групи във верижни, слоести и рамкови нишки); твърдостта обикновено е 5,5–7, с изключение на слоестите степени, при които пада до 2–1; плътност около 2500-3500kg/m 3. Цветът на повечето S. се определя от железни йони (Fe 2+ - зелено, Fe 3+ - кафяво, червено, жълто, Fe 2+ и Fe 3+ - синьо и др.), В някои групи - от Ti 3+, V 4+, Cr 3+, Mn 2+, Co 2+, Ni 2+ , Cu 2+ йони и техните комбинации с железни йони и др .; в някои минерали - електронно-дупкови центрове. В някои случаи оцветяването е свързано с микровключвания на цветни минерали.
От голямо значение за точната диагноза на С. са техните оптични свойства - пречупване, оптична ориентация и др., Измерени с помощта натаблицата на Федоров, метода на потапяне и др.
Произход
Произходът на силикатите е много разнообразен: те възникват по време на кристализация на магма, метаморфни и метасоматични процеси; по-рядко, S. се образуват в хидротермални вени. Големи кристали на S. възникват в пегматитите. Физическите и химичните характеристики на образуването на S. в естествени условия се определят с помощта на парагенетичен анализ на минерални асоциации (вижПарагенеза на минерали), като се вземат предвид данните от подробнидиаграми на състояниетона силикатни системи. По време на изветряне разрушаването на повечето силикати става с образуването на седиментни скали, с излугване на основни съединения, освобождаване на силициев диоксид, образуване на водни алуминиеви силикати поради алумосиликати, образуване на глинести минерали, нонтронит, гарниерит и др., както ижелезни оксиди, карбонати и др. Силикатите (плагиоклази, оливин, пироксени и др.) също са основните минерали на лунните скали, те са част отметеорити. Смята се, че оливинът и плътната модификацияшпинелизграждат почти цялата мантия на Земята.Използването на S.се определя от факта, че много от тях са най-важните сред минералите. Силикатните минерали, които изграждат литиеви, берилиеви руди, руди на микроелементи и силикатни никелови руди са от голямо значение. Нефелиновите находища доставят сложни суровини за производството на алуминий, поташ и сода. S. внеметални минерали(фелдшпати, слюда, азбест, талк, зеолити, гранати, бентонит и огнеупорни глини), вскъпоценни и декоративни камъни(изумруд, аквамарин, топаз, хризолит, турмалин и др.). Изучаването на S. като най-важните минерали на Земята и Луната, съдържащи много ценни елементи като основни компоненти или примеси, е важно направление в съвременната минералогия, тясно свързано с геохимията, литологията, геофизиката и изучаването на материалния състав на минералните находища.