Typ krzemianu

Bardzo duża liczba minerałów skałotwórczych należy do grupy krzemianów. Jednymi z najbardziej znanych krzemianów wśród minerałów są z pewnością skalenie, ale do tej grupy należą również miki, pirokseny, amfibole i oliwiny. Kwarc można również zaliczyć do krzemianów, ale często jest on jednocześnie zaliczany do tlenków.

Około 90 % skorupy ziemskiej i jeszcze większa część płaszcza ziemskiego składa się z krzemianów. Podkreśla to znaczenie tej grupy w mineralogii.

Podstawowa struktura dla każdego typu krzemianu

Krzemiany są solami kwasu ortokrzemowego. Podstawową strukturą każdego typu krzemianu jest więc zawsze czworościan SiO4 – jon krzemu otoczony jest przez 4 jony tlenu. Dzięki takiej budowie uzyskuje się bardzo dużą zdolność wiązania, mogą powstawać złożone struktury o składzie licznych tetrahedrów.

Niepołączone końce mogą również przenosić kationy metali dla zrównoważenia ładunku, a jony wodorotlenkowe są również możliwe na tych końcach. W złożonych strukturach sieciowych może również odkładać się woda (zawartość wody w minerałach), co jest szczególną właściwością krzemianowego typu krzemianów ramowych.

Najprostszym rodzajem krzemianów są krzemiany łańcuchowe (inokrzemiany); pirokseny i amfibole należą do tej grupy. Nieco bardziej złożonym rodzajem krzemianów są krzemiany szkieletowe (tektokrzemiany), do których należą skalenie – tworzą one złożony szkielet z licznych czworościanów.

Krzemiany, w których poszczególne warstwy tetraedryczne ułożone są warstwowo, nazywane są filokrzemianami. Do tej grupy należy na przykład mika, ale także steatyt i serpentynit oraz minerały ilaste. W krzemianach typu krzemianów pierścieniowych (cyklosilikaty), tetraedry tworzą pierścień, tak jest na przykład w przypadku berylu. Natomiast tetrahedry leżące pojedynczo przypisane są do typu krzemianowego krzemianów wyspowych (Neso-krzemiany). Do tej grupy należą cyrkon i oliwin. Rzadziej spotykana grupa krzemianów (sorosilikaty) składa się zazwyczaj tylko z dwóch czworościanów krzemianowych.

Oprócz minerałów, szkielety i skorupy zwierząt oraz wewnętrzne struktury szkieletowe wielu gąbek w przyrodzie są często zbudowane z krzemianów. Krzemiany występują również w postaci rozpuszczonej w każdej wodzie.

Krzemiany techniczne

Ściśle rzecz biorąc, są one również rodzajem krzemianu, ponieważ nie występują naturalnie, ale są produkowane sztucznie. Wiele szkieł to sztucznie wytworzone krzemiany, takie jak szkło borokrzemianowe lub glinokrzemianowe.

Szkło wodne, które jest obecnie szeroko stosowane, jest również krzemianem technicznym, podobnie jak żel krzemionkowy, który jest dobrze znany wszystkim i pakowany w paczki.

Jako syntetyczne zeolity (istnieją również naturalne, które należą do krzemianów ramowych) krzemiany odgrywają również ważną rolę w naszym codziennym życiu jako wymieniacze jonowe – na przykład w detergentach.

Wniosek

Krzemiany są ważnym składnikiem naszego świata – przede wszystkim w minerałach, ale także w organizmach żywych. Nie sposób też wyobrazić sobie bez nich naszego technicznego świata. Czworościany krzemianów mogą łączyć się w bardzo złożone kształty – zgodnie z tymi kształtami są one następnie przypisywane do określonego typu krzemianu.