Grafika przedstawia różne rodzaje krzemianów. Opisano następujące rodzaje:
1. Krzemiany wyspowe. Stosunek ilościowy atomów krzemu do atomów tlenu w anionie wynosi 1:4. Czworościany są połączone za pomocą wiązań -O-Si-O-. Struktury krzemianów wyspowych składają się z niepowiązanych ze sobą tetraedrów
[
S
i
O
4
]
4
−
. Wykazują dużą twardość, stosunkowo dużą gęstość i wysoki współczynnik załamania światła.
a. Andaluzyt. Andaluzyt to krzemian glinu o wzorze
A
l
2
S
i
O
5
.
Na zdjęciu znajduje się minerał o wydłużonych kryształach, nieprzezroczysty, kruchy.
b. Topaz. Zasadowy fluorokrzemian glinu o wzorze
A
l
2
S
i
O
4
(
O
H
,
F
)
2
.
Na zdjęciu jest kryształ słupkowy, kruchy i przezroczysty.
c. Kyanit. Inne nazwy to dysten i cyjanit. Jego wzór jest następujący
A
l
2
S
i
O
5
.
Na zdjęciu kyanit. Jego kryształ jest spłaszczony, przypomina tabliczkę, jest kruchy, przezroczysty.
2. Krzemiany grupowe.
Stosunek ilościowy atomów krzemu do atomów tlenu w anionie wynosi 1:3,5. W krzemianach grupowych dwa czworościany łączą się ze sobą wierzchołkiem, uwspólniając anion tlenu. Struktury krzemianów grupowych składają się z anionów dikrzemianowych
[
S
i
2
O
7
]
6
−
.
a. Hemimorfit.
To uwodniony krzemian cynku o wzorze
Z
n
4
S
i
2
O
7
(
O
H
)
2
⋅
H
2
O
.
Na zdjęciu jest minerał o ziarnistej strukturze, jest kruchy.
b. Wezuwian.
Inaczej idokraz. Krzemian wapnia, magnezu, żelaza i glinu o wzorze
C
a
10
(
M
g
,
F
e
)
2
A
l
4
(
S
i
O
4
)
5
/
(
S
i
2
O
7
)
2
(
O
H
,
F
)
4
.
Na zdjęciu jest minerał składający się z licznych drobnych słupków, jest kruchy i przezroczysty.
c. Epidot.
Zasadowy krzemian wapnia, żelaza i glinu o wzorze
C
a
2
(
F
e
3
+
,
A
l
)
A
l
2
[
O
|
O
H
|
S
i
O
4
∣
S
i
2
O
7
]
.
Na zdjęciu epidot. Kryształ z poprzecznymi zbrużdżeniami, ma włóknistą strukturę, jest kruchy, przezroczysty, w zależności od kierunku obserwacji zmienia swoją barwę od ciemnozielonej do żółtozielonej.
3. Krzemiany pierścieniowe. Stosunek ilościowy atomów krzemu do atomów tlenu w anionie wynosi 1:2,75. Czworościany łączą się za pomocą anionów tlenu tworząc pierścienie, które mogą składać się z od trzech do kilkunastu czworościanów krzemianowych na przykład
[
S
i
3
O
9
]
6
−
,
[
S
i
4
O
12
]
8
−
,
[
S
i
6
O
18
]
12
−
.
Pierścienie te układają się w równoległe warstwy łączące się za pomocą jonów metali.
a. Ditopaz.
To uwodniony krzemian miedzi o następującym wzorze chemicznym:
C
u
6
S
i
6
O
18
⋅
6
H
2
O
.
Na zdjęciu minerał tworzący zwartą bryłę z bruzdami. Ma niebieski kolor.
b. Beryl.
Krzemian o formule chemicznej:
B
e
3
A
l
2
S
i
6
O
18
.
Na zdjęciu minerał o kryształach rozwiniętych w postaci słupów sześciobocznych, spłaszczonych. Jest kruchy, przezroczysty, odcienie żółtawozielone i niebieskozielone.
c. Akwamaryn.
Jest to błękitny lub niebieskozielony minerał o wzorze:
B
e
3
A
l
2
S
i
6
O
18
.
Na zdjęciu niebieski minerał w postaci pojedynczego słupa kryształu z licznymi naroślami.
4. Krzemiany łańcuchowe. Stosunek ilościowy atomów krzemu do atomów tlenu w anionie wynosi 1:3 – 1:2,5.Czworościany są połączone ze sobą w wydłużone struktury przypominające łańcuchy, każdy z czworościanów połączony jest z dwoma sąsiednimi. Wzór ogólny krzemianów łańcuchowych: X,Y (
S
i
2
O
6
), gdzie X i Y to kationy metali dwu-i trójwartościowych.
a. Fassait.
Minerał z gromady krzemianów. Glinokrzemian wapnia, magnezu, żelaza i glinu o wzorze
C
a
(
M
g
,
F
e
,
A
l
)
(
S
i
,
A
l
)
2
O
6
.
Na zdjęciu brązowy, zwarty kryształ ziarnisty.
b. Kunzyt.
Minerał o zabarwieniu różowym lub fioletowo-różowym wywołanym obecnością manganu. Inne nazwy to kuncyt i kunzit. Jego wzór chemiczny:
.
Na zdjęciu minerał o prążkowanej strukturze z licznymi naroślami przypominającymi połączone płatki.
c. Wollastonit.
Minerał kruchy, sporadycznie przezroczysty i włóknisty. Czasami zawiera domieszki: magnezu, żelaza, manganu. Jego skład chemiczny można wyrazić za pomocą wzoru:
C
a
S
i
O
3
.
Na zdjęciu minerał kruchy, o zwartej strukturze.
5. Krzemiany wstęgowe. Stosunek ilościowy atomów krzemu do atomów tlenu w anionie wynosi 1:2,75. Cechą charakterystyczną krzemianów wstęgowych jest obecność tetraedrów
[
S
i
O
4
]
4
−
lub
[
A
l
O
4
]
5
−
tworzących przez swoje połączenia wstęgi. W poziomie są one powiązane kationami.
a. Prehnit.
Zasadowy glinokrzemian wapnia i glinu o składzie chemicznym
C
a
2
A
l
(
A
l
S
i
3
O
10
)
(
O
H
)
2
.
Na zdjęciu minerał o kryształach słupkowych i groniastych.
b. Ferroaktynolit.
Krzemian o wzorze chemicznym
C
a
2
(
F
e
2
+
)
5
(
S
i
8
O
22
)
(
O
H
)
2
.
Na zdjęciu podłużny minerał o prążkowanej strukturze.
6. Krzemiany warstwowe. Stosunek ilościowy atomów krzemu do atomów tlenu w anionie wynosi 1:2,5. Czworościany połączone są ze sobą w jednej płaszczyźnie trzema anionami tlenu, a czwarty wierzchołek może przyłączać kation. Tak utworzona sieć zbudowana jest z płaskich pierścieni sześciobocznych. Wiązania między poszczególnymi warstwami są bardzo słabe, co wpływa na wyraźną łupliwość.
a. Muskowit.
Zasadowy glinokrzemian potasu i glinu o składzie chemicznym
K
A
l
2
(
A
I
S
i
3
O
10
)
(
O
H
,
F
)
2
.
b. Hornblendyt.
Skała magmowa ultramaficzna zbudowana wyłącznie z minerałów barwnych. Składa się w przeważającej części z amfiboli szeregu hornblendy (90–100%) oraz pirokseny, apatytu, magnetytu, chromitu, biotytu, hauynu, siarczków i nierzadko piropy.
Na zdjęciu hornblendyt. Minerał ciemnoszary, ziarnisty, porowaty.
c. Flogopit.
Pospolity minerał skałotwórczy z gromady krzemianów. To zasadowy glinokrzemian potasu i magnezu o składzie chemicznym
K
M
g
3
(
A
l
S
i
3
O
10
)
(
O
H
,
F
)
2
.
Na zdjęciu minerał półprzezroczysty, o delikatnej strukturze, płytkowy.
d. Apofyllit.
To uwodniony krzemian potasu, sodu i wapnia o składzie chemicznym
(
N
a
,
K
)
C
a
4
S
i
8
O
20
(
F
,
O
H
)
⋅
8
H
2
O
.
Na zdjęciu znajduje się nieco rozkruszony minerał, jest przezroczysty.
7. Krzemiany szkieletowe. Stosunek ilościowy atomów krzemu do atomów tlenu w anionie wynosi 1:2. Krzemiany szkieletowe posiadają trójwymiarowe połączenia czworościanów krzemowo-tlenowych, które charakteryzują się najwyższym stopniem kondensacji anionów
[
S
i
O
4
]
4
−
, co prowadzi do utworzenia trójwymiarowych anionów przestrzennych.
a. „Tygrysie oko”.
Migotliwa odmiana kwarcu, wykazująca efekt kociego oka. Tygrysie oko składa się z jednostki powtarzającej się -
S
i
O
2
. Barwa pochodzi od znajdującego się w nim związku żelaza.
Na zdjęciu minerał w poprzeczne na dole, i podłużne – w górnej części pomarańczowe paski.
b. Kwarc różowy. Kolejna odmiana kwarcu o zabarwieniu różowym. Zabarwienie jest spowodowane obecnością manganu lub tytanu. Minerał ten posiada właściwości optyczne m.in. efekt kociego oka i składa się z jednostki powtarzającej się -
S
i
O
2
.
Na zdjęciu jest minerał szklisty, zwarty, w różowym kolorze.
c. Ametyst. Ametyst jest odmianą kwarcu mlecznego o zabarwieniu fioletowym, purpurowym lub purpurowo-fioletowym. Zabarwienie jest spowodowane obecnością atomów żelaza w jego strukturze. Ametyst zbudowany jest z jednostki powtarzającej się -
S
i
O
2
.
Na zdjęciu minerał o połączonych ze sobą pionowo słupkach.
Grafika przedstawia różne rodzaje krzemianów. Opisano następujące rodzaje:
1. Krzemiany wyspowe. Stosunek ilościowy atomów krzemu do atomów tlenu w anionie wynosi 1:4. Czworościany są połączone za pomocą wiązań -O-Si-O-. Struktury krzemianów wyspowych składają się z niepowiązanych ze sobą tetraedrów
[
S
i
O
4
]
4
−
. Wykazują dużą twardość, stosunkowo dużą gęstość i wysoki współczynnik załamania światła.
a. Andaluzyt. Andaluzyt to krzemian glinu o wzorze
A
l
2
S
i
O
5
.
Na zdjęciu znajduje się minerał o wydłużonych kryształach, nieprzezroczysty, kruchy.
b. Topaz. Zasadowy fluorokrzemian glinu o wzorze
A
l
2
S
i
O
4
(
O
H
,
F
)
2
.
Na zdjęciu jest kryształ słupkowy, kruchy i przezroczysty.
c. Kyanit. Inne nazwy to dysten i cyjanit. Jego wzór jest następujący
A
l
2
S
i
O
5
.
Na zdjęciu kyanit. Jego kryształ jest spłaszczony, przypomina tabliczkę, jest kruchy, przezroczysty.
2. Krzemiany grupowe.
Stosunek ilościowy atomów krzemu do atomów tlenu w anionie wynosi 1:3,5. W krzemianach grupowych dwa czworościany łączą się ze sobą wierzchołkiem, uwspólniając anion tlenu. Struktury krzemianów grupowych składają się z anionów dikrzemianowych
[
S
i
2
O
7
]
6
−
.
a. Hemimorfit.
To uwodniony krzemian cynku o wzorze
Z
n
4
S
i
2
O
7
(
O
H
)
2
⋅
H
2
O
.
Na zdjęciu jest minerał o ziarnistej strukturze, jest kruchy.
b. Wezuwian.
Inaczej idokraz. Krzemian wapnia, magnezu, żelaza i glinu o wzorze
C
a
10
(
M
g
,
F
e
)
2
A
l
4
(
S
i
O
4
)
5
/
(
S
i
2
O
7
)
2
(
O
H
,
F
)
4
.
Na zdjęciu jest minerał składający się z licznych drobnych słupków, jest kruchy i przezroczysty.
c. Epidot.
Zasadowy krzemian wapnia, żelaza i glinu o wzorze
C
a
2
(
F
e
3
+
,
A
l
)
A
l
2
[
O
|
O
H
|
S
i
O
4
∣
S
i
2
O
7
]
.
Na zdjęciu epidot. Kryształ z poprzecznymi zbrużdżeniami, ma włóknistą strukturę, jest kruchy, przezroczysty, w zależności od kierunku obserwacji zmienia swoją barwę od ciemnozielonej do żółtozielonej.
3. Krzemiany pierścieniowe. Stosunek ilościowy atomów krzemu do atomów tlenu w anionie wynosi 1:2,75. Czworościany łączą się za pomocą anionów tlenu tworząc pierścienie, które mogą składać się z od trzech do kilkunastu czworościanów krzemianowych na przykład
[
S
i
3
O
9
]
6
−
,
[
S
i
4
O
12
]
8
−
,
[
S
i
6
O
18
]
12
−
.
Pierścienie te układają się w równoległe warstwy łączące się za pomocą jonów metali.
a. Ditopaz.
To uwodniony krzemian miedzi o następującym wzorze chemicznym:
C
u
6
S
i
6
O
18
⋅
6
H
2
O
.
Na zdjęciu minerał tworzący zwartą bryłę z bruzdami. Ma niebieski kolor.
b. Beryl.
Krzemian o formule chemicznej:
B
e
3
A
l
2
S
i
6
O
18
.
Na zdjęciu minerał o kryształach rozwiniętych w postaci słupów sześciobocznych, spłaszczonych. Jest kruchy, przezroczysty, odcienie żółtawozielone i niebieskozielone.
c. Akwamaryn.
Jest to błękitny lub niebieskozielony minerał o wzorze:
B
e
3
A
l
2
S
i
6
O
18
.
Na zdjęciu niebieski minerał w postaci pojedynczego słupa kryształu z licznymi naroślami.
4. Krzemiany łańcuchowe. Stosunek ilościowy atomów krzemu do atomów tlenu w anionie wynosi 1:3 – 1:2,5.Czworościany są połączone ze sobą w wydłużone struktury przypominające łańcuchy, każdy z czworościanów połączony jest z dwoma sąsiednimi. Wzór ogólny krzemianów łańcuchowych: X,Y (
S
i
2
O
6
), gdzie X i Y to kationy metali dwu-i trójwartościowych.
a. Fassait.
Minerał z gromady krzemianów. Glinokrzemian wapnia, magnezu, żelaza i glinu o wzorze
C
a
(
M
g
,
F
e
,
A
l
)
(
S
i
,
A
l
)
2
O
6
.
Na zdjęciu brązowy, zwarty kryształ ziarnisty.
b. Kunzyt.
Minerał o zabarwieniu różowym lub fioletowo-różowym wywołanym obecnością manganu. Inne nazwy to kuncyt i kunzit. Jego wzór chemiczny:
.
Na zdjęciu minerał o prążkowanej strukturze z licznymi naroślami przypominającymi połączone płatki.
c. Wollastonit.
Minerał kruchy, sporadycznie przezroczysty i włóknisty. Czasami zawiera domieszki: magnezu, żelaza, manganu. Jego skład chemiczny można wyrazić za pomocą wzoru:
C
a
S
i
O
3
.
Na zdjęciu minerał kruchy, o zwartej strukturze.
5. Krzemiany wstęgowe. Stosunek ilościowy atomów krzemu do atomów tlenu w anionie wynosi 1:2,75. Cechą charakterystyczną krzemianów wstęgowych jest obecność tetraedrów
[
S
i
O
4
]
4
−
lub
[
A
l
O
4
]
5
−
tworzących przez swoje połączenia wstęgi. W poziomie są one powiązane kationami.
a. Prehnit.
Zasadowy glinokrzemian wapnia i glinu o składzie chemicznym
C
a
2
A
l
(
A
l
S
i
3
O
10
)
(
O
H
)
2
.
Na zdjęciu minerał o kryształach słupkowych i groniastych.
b. Ferroaktynolit.
Krzemian o wzorze chemicznym
C
a
2
(
F
e
2
+
)
5
(
S
i
8
O
22
)
(
O
H
)
2
.
Na zdjęciu podłużny minerał o prążkowanej strukturze.
6. Krzemiany warstwowe. Stosunek ilościowy atomów krzemu do atomów tlenu w anionie wynosi 1:2,5. Czworościany połączone są ze sobą w jednej płaszczyźnie trzema anionami tlenu, a czwarty wierzchołek może przyłączać kation. Tak utworzona sieć zbudowana jest z płaskich pierścieni sześciobocznych. Wiązania między poszczególnymi warstwami są bardzo słabe, co wpływa na wyraźną łupliwość.
a. Muskowit.
Zasadowy glinokrzemian potasu i glinu o składzie chemicznym
K
A
l
2
(
A
I
S
i
3
O
10
)
(
O
H
,
F
)
2
.
b. Hornblendyt.
Skała magmowa ultramaficzna zbudowana wyłącznie z minerałów barwnych. Składa się w przeważającej części z amfiboli szeregu hornblendy (90–100%) oraz pirokseny, apatytu, magnetytu, chromitu, biotytu, hauynu, siarczków i nierzadko piropy.
Na zdjęciu hornblendyt. Minerał ciemnoszary, ziarnisty, porowaty.
c. Flogopit.
Pospolity minerał skałotwórczy z gromady krzemianów. To zasadowy glinokrzemian potasu i magnezu o składzie chemicznym
K
M
g
3
(
A
l
S
i
3
O
10
)
(
O
H
,
F
)
2
.
Na zdjęciu minerał półprzezroczysty, o delikatnej strukturze, płytkowy.
d. Apofyllit.
To uwodniony krzemian potasu, sodu i wapnia o składzie chemicznym
(
N
a
,
K
)
C
a
4
S
i
8
O
20
(
F
,
O
H
)
⋅
8
H
2
O
.
Na zdjęciu znajduje się nieco rozkruszony minerał, jest przezroczysty.
7. Krzemiany szkieletowe. Stosunek ilościowy atomów krzemu do atomów tlenu w anionie wynosi 1:2. Krzemiany szkieletowe posiadają trójwymiarowe połączenia czworościanów krzemowo-tlenowych, które charakteryzują się najwyższym stopniem kondensacji anionów
[
S
i
O
4
]
4
−
, co prowadzi do utworzenia trójwymiarowych anionów przestrzennych.
a. „Tygrysie oko”.
Migotliwa odmiana kwarcu, wykazująca efekt kociego oka. Tygrysie oko składa się z jednostki powtarzającej się -
S
i
O
2
. Barwa pochodzi od znajdującego się w nim związku żelaza.
Na zdjęciu minerał w poprzeczne na dole, i podłużne – w górnej części pomarańczowe paski.
b. Kwarc różowy. Kolejna odmiana kwarcu o zabarwieniu różowym. Zabarwienie jest spowodowane obecnością manganu lub tytanu. Minerał ten posiada właściwości optyczne m.in. efekt kociego oka i składa się z jednostki powtarzającej się -
S
i
O
2
.
Na zdjęciu jest minerał szklisty, zwarty, w różowym kolorze.
c. Ametyst. Ametyst jest odmianą kwarcu mlecznego o zabarwieniu fioletowym, purpurowym lub purpurowo-fioletowym. Zabarwienie jest spowodowane obecnością atomów żelaza w jego strukturze. Ametyst zbudowany jest z jednostki powtarzającej się -
S
i
O
2
.
Na zdjęciu minerał o połączonych ze sobą pionowo słupkach.
Grafika interaktywna pt. „Typy krzemianów i ich przykłady”.
Źródło: Materiał opracowany na podstawie informacji dostępnych na stronie: https://www.pgi.gov.pl/muzeum/kopalnia-wiedzy-1/10596-krzemiany.html , domena publiczna.