Silika mineral

Silikamineral, hvilken som helst av formene for silisiumdioksyd (SiO ₂), inkludert kvarts, tridymitt, cristobalite, coesite, stishovite, lechatelierite og chalcedony. Ulike typer silikamineraler er produsert syntetisk; en er keatite.

Generelle hensyn

Silikamineraler utgjør omtrent 26 prosent av jordskorpen etter vekt og er bare nest etter feltspatene i mineralforekomst. Fri silika forekommer i mange krystallinske former med en sammensetning som er veldig nær den for silisiumdioksyd, 46,75 vekt% er silisium og 53,25 vekt oksygen. Kvarts er den desidert mest forekommende formen. Tridymite, cristobalite og hydrous silica mineral mineral er uvanlig, og det er rapportert om glassholdig (glassaktig) silica, coesite og stishovite fra bare noen få lokaliteter. Flere andre former er blitt produsert i laboratoriet, men er ikke funnet i naturen.

Fysiske og kjemiske egenskaper

De krystallografiske strukturer av silikamineralene, bortsett fra stishovite, er tredimensjonale matriser av sammenkoblede tetraedre, hver består av et silisiumatom koordinert av fire oksygenatomer. Tetrahedronene er vanligvis ganske regelmessige, og silisium-oksygenbindingsavstandene er 1,61 ± 0,02 Å. Hovedforskjeller er relatert til geometrien til de tetraedriske koblingene, noe som kan forårsake små forvrengninger i silikatetrahedronene. Høyt trykk tvinger silisiumatomer til å koordinere seg med seks oksygenatomer, og produserer nesten regelmessige oktaeder i den stishovite strukturen.

Silikamineralene når de er rene er fargeløse og gjennomsiktige og har en glassaktig glans. De er ikke-ledere av elektrisitet og er diamagnetiske. Alle er harde og sterke og mislykkes av sprø brudd under pålagt stress.

Noen viktige fysiske egenskaper av silika-mineralene blir sammenlignet i tabellen. Alle unntatt lav tridymitt og coesitt (blant de krystallinske variantene) har relativt høy symmetri. Det er en lineær sammenheng mellom de spesifikke tyngdekraftsverdiene som er oppført i tabellen og det aritmetiske gjennomsnittet av refraksjonsindeksene (måling av lysets hastighet som overføres i forskjellige krystallografiske retninger) for silikamineraler sammensatt av koblede tetraedre. Dette forholdet strekker seg ikke til stishovite fordi det ikke består av silikatetrahedroner. Melanophlogite er bemerkelsesverdig fordi den plottes under glasslegemet silika på grafen. De spesifikke tyngdekraftene til silikamineraler er mindre enn de fleste av de mørkfargede silikatmineralene som er knyttet til dem i naturen; generelt har de lysere bergartene lavere spesifikk tyngdekraft av denne grunn. Silikamineraler er uoppløselige til sparsomt oppløselige i sterke syrer bortsett fra flussyre, hvor det er en sammenheng mellom spesifikk tyngdekraft og løselighet.

Noen fysiske egenskaper ved silikamineraler

fase	symmetri	spesifikk tyngdekraft	hardhet
kvarts (alfa-kvarts)	hexagonal; trigonal trapezohedral	2,651	7
høy kvarts (beta-kvarts)	hexagonal; sekskantet trapezohedral	2,53 ved 600 grader Celsius	7
lav tridymitt	monoclinic?	2,26	7
høy tridymitt	orthorhombisk	2,20 ved 200 grader	7?
lav cristobalite	tetragonal	2,32	6-7
høy cristobalite	isometrisk	2,20 ved 500 grader Celsius	6-7
keatite	tetragonal	2,50	?
coesite	monoclinic	2,93	7.5
stishovite	tetragonal	4,28	?
glassaktig silika	amorft	2,203	6
opal	dårlig krystallinsk eller amorf	1,99-2,05	5½-6½