Przeczytaj
Charakterystyka związków krzemu
Krzem, czyli pierwiastek oznaczany symbolem , znajduje się w 14. grupie układu okresowego oraz 3. okresie, co z kolei oznacza, że zawiera 14 protonów i 14 elektronów.
Związki krzemu pełnią znaczącą funkcję w budowie geologicznej Ziemi. Ich zawartość w zewnętrznych strefachzewnętrznych strefach powłoki ziemskiej wynosi ok. 27%. Krzem nie występuje jednak w postaci wolnej. W przyrodzie najczęściej spotykany jest w postaci związanej – krzemionki lub krzemianów i glinokrzemianów, czyli stanowi główny składnik skał tworzących skorupę ziemską. Krzemionka, występuje w kilku odmianach polimorficznychodmianach polimorficznych, takich jak kwarc, trylobit, krystobalit, opal czy chalcedon. Krzemiany stanowią najliczniejszą grupę minerałówminerałów w przyrodzie, bo aż ok. 90% skał na Ziemi, w tym 60% z nich to grupa skaleni, 12% kwarc, 15% to oliwiny, pirokseny i amfibole, a 3% to miki i pozostali przedstawiciele tej grupy. W przyrodzie występuje ok. 500 znanych krzemianów, z których ok. 40 to minerały powszechnie spotykane.
Na podstawie badań rentgenostrukturalnych, określono, że podstawową jednostką strukturalną krzemianów jest tetraedr, zbudowany z jonów krzemu i tlenu. Wewnętrznie ułożony jon krzemu jest otoczony przez cztery duże jony tlenu ,znajdujące się na jego wierzchołkach.
W utworzonym czworościanie występują silne wiązania pomiędzy atomami krzemu i tlenu, dzięki którym jon ten charakteryzuje się dużą stabilnością. Różnica elektroujemności pomiędzy tymi atomami wynosi 1,7, ale wiązanie rozpatruje się jako wiązanie pośrednie pomiędzy wiązaniem kowalencyjnym, a jonowym. Poprzez utworzenie wiązań jonowych z innymi pierwiastkami, dochodzi do neutralizacji ładunku elektrycznego.
Glin (), charakteryzujący się zbliżonym promieniem jonowym w stosunku do krzemu, może tworzyć bardzo podobne układy, oparte na tożsamych strukturach. Zajmuje on miejsce w środku tetraedru lub, jak inne metale, może pełnić funkcje kationu i brać udział w tworzeniu wiązania między innymi czworościanami. W ten sposób tworzą się glinokrzemiany, które najczęściej występują w postaci skaleni.
Klasyfikacja krzemianów opiera się na różnych ustawieniach i łączeniach czworościanów. Badania rentgenostrukturalne umożliwiły podzielenie ich na siedem typów.
Przykłady krzemianów
Krzemiany wyspowe
Krzemiany grupowe
Krzemiany pierścieniowe
Krzemiany łańcuchowe
Krzemiany wstęgowe
Krzemiany warstwowe
Krzemiany szkieletowe
Słownik
(franc. minéral „kopalnia”) pierwiastek chemiczny lub związek chemiczny, powstały w przyrodzie w wyniku naturalnych procesów geologicznych lub kosmologicznych, o określonym składzie chemicznym i właściwościach chemicznych i fizycznych oraz strukturze krystalicznej
(gr. polimorfizm - „wielopostaciowość”, „krystal”); występowanie tej samej pod względem składu chemicznego substancji złożonej w dwóch lub więcej odmianach krystalicznych (krystalograficzne układy), różniących się budową wewnętrzną i związanymi z nią postaciami krystalograficznymi oraz właściwościami fizycznymi i niektórymi właściwościami chemicznymi
minerał, odmiana polimorficzna tlenku krzemu(IV) ; jeden z najpospolitszych minerałów skorupy ziemskiej; jest gł. składnikiem wielu skał magmowych (np. granitów), osadowych (np. piasków, piaskowców) i metamorficznych (np. kwarcytów, gnejsów); stosowany w przemyśle szklarskim, ceramicznym i in., w metalurgii (żelazokrzem), optyce (wyrób soczewek, pryzmatów), odmiany szlachetne są używane w jubilerstwie
gromada wymarłych morskich stawonogów; pojawiły się w połowie wczesnego kambru a wyginęły w permie; pozostały po nich skamieniałe kształty
rzadki minerał należący do krzemianów; cenny w kręgach jubilerskich. Zazwyczaj tworzy kryształy, mające budowę ośmiościanu lub sześcianu; może występować w skupieniach zbitych, drobnoziarnistych, kulistych, groniastych, włóknistych; krystobality są przezroczyste, kruche i lekkie; występują w postaci niewielkich kryształów osiągających wielkość kilku milimetrów
mineraloid zaliczany do krzemianów; najbardziej znany naturalny kryształ fotoniczny; niektóre odmiany wykazują zjawiska optyczne, takie jak: opalizację, opalescencję, efekt kociego oka, asteryzm; posiada wiele barw i odmian, z których w jubilerstwie największym powodzeniem cieszy się opal szlachetny
miner. skrytokrystaliczna, zbita odmiana kwarcu; składa się z włóknistych kryształów tworzących skupienia nerkowate, groniaste, naciekowe lub warstwowe; barwa bardzo różnorodna; odmiany ładnie zabarwione używane jako kamienie ozdobne (czerwonobrunatny karneol, zielony chryzopraz, oliwkowozielona plazma, ciemnozielony z czerwonymi plamkami heliotrop, lub różnobarwnie wstęgowany agat)
strukturalna analiza kryształów, jeden z działów krystalografii, który obejmuje metody obliczeniowe, mające na celu określanie pozycji atomów w komórce elementarnej kryształu na podstawie natężeń wiązek promieni rentgenowskich, odbitych od płaszczyzn sieciowych tego kryształu, rejestrowanych metodami goniometrycznymi (goniometr rentgenowski) lub dyfraktometrycznymi (dyfraktometr rentgenowski)
grupa minerałów skałotwórczych; glinokrzemiany szkieletowe (przestrzenne) potasu, sodu i wapnia oraz baru, mające zdolność tworzenia szeregów izometrycznych (kryształów mieszanych)
grupa minerałów, krzemiany magnezu i żelaza ; tworzą szereg izomorficzny, którego skrajnymi członami są: krzemian magnezu i krzemian żelaza ; ogniwami pośrednimi są: chryzolit, hialosyderyt, hortonolit. Najczęściej mają barwę oliwkowozieloną, ciemnozieloną, żółtozieloną, brunatnawą
grupa pospolitych minerałów skałotwórczych, krzemiany i glinokrzemiany łańcuchowe, o ogólnym wzorze: , gdzie pozycję MIndeks dolny 22może zajmować , , , , , , pozycję MIndeks dolny 11 — , , , , pozycję T — , częściowo podstawiony przez , rzadziej
(gr. amphíbolos „dwuznaczny”, „wątpliwy”) grupa minerałów, krzemiany i glinokrzemiany wstęgowe, gł. żelaza, wapnia, magnezu i sodu, o bardzo zróżnicowanym składzie chemicznym (stąd nazwa)
(łac. mica „ziarno”; micare „błyszczeć”) grupa minerałów skałotwórczych, krzemianów i glinokrzemianów
krzemionka w różnych odmianach polimorficznych (kwarc, trydymit, krystobalit) występuje w zewnętrznej warstwie Ziemi nazywanej inaczej Si. Warstwa ta tworzy większość skał tworzących skorupę Ziemską
Bibliografia
Endyklopedia PWN
Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2012.
Krzem, online: https://pl.wikipedia.org/wiki/Krzem, dostęp: 23.04.2021.
Krzemiany, online: https://pl.wikipedia.org/wiki/Krzemiany, dostęp: 23.04.2021.
Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2012.