Silikáty - jaké minerály? Hlavní vlastnosti a druhy silikátů

Silikáty jsou složité látky, které jsou v naší planetě široce distribuovány. Nejvíce jsou zastoupeny v zemské kůře, ve které podle různých odhadů tvoří 75 až 90% objemu. V přírodě existují ve formě minerálů, ale člověk našel způsob, jak je získat uměle. Co jsou křemičitany? Kde se používají a jak se liší od jiných látek? To vše se dozvíte z našeho článku.

Podstata a význam slova "silikát"

Křemičitany jsou různé druhy minerálů ve vzhledu a vlastnostech, které jsou tvořeny sloučeninami křemíku. Na naší planetě se nacházejí hlavně v kůře, stejně jako v horní a spodní části pláště. Termín silikat, jehož význam z latiny je přeložen jako "křemelina", vznikl analogicky s názvem chemického prvku Silicium (křemík), který je nutně přítomen v každém silikátu.

Ve světě existuje více než 800 druhů těchto látek. Jsou tvořeny působením komplexních magmatických procesů, metamorfismu nebo v důsledku povětrnostních vlivů a primárních změn ve skalách.

Silikáty jsou největší skupinou minerálů. Mnohé z nich tvoří skály a jsou důležitými minerály. V kompozici niklu, berylia, lithia, zirkonia, zinku a jiných kovových rud je přítomno množství silikátů. Tam často tvoří odpadní horniny, které obvykle nenajdou praktické využití. Většina silikátů je naopak velmi užitečná a používá se v průmyslu, stavebnictví, designu a špercích.

Struktura a odrůdy

Silikáty jsou zpravidla pevné a žáruvzdorné látky. K roztavení je třeba je ohřát na teploty od 1000 do 2000 stupňů Celsia. Nedochází k rozkladu při působení kyselin a obvykle se nerozpouštějí ve vodě. Mnohé z nich jsou náchylné k polymorfismu a tvoří dvě nebo více alotropních modifikací.

Přírodní silikáty - minerály jako jíl, azbest, slída, hornblende titanit, turmalín, granát. Nejběžnější jsou křemen a skupina živců. Sklo, cement, keramika, tavené tavidla, cihly jsou také silikáty, ale jsou charakterizovány umělým původem. Jsou vyráběny na bázi jílu, křemičitého písku, vápence, sody a dalších látek a vystavují je různým způsobům zpracování.

Přírodní křemičitany mají složitou strukturu, která je založena na různých variacích vazeb křemíku a kyslíku, ke kterým jsou připojeny další prvky, například Mg, Ca, Al, Fe ^2+, Mn, K, Na, Li, B, Zr, H. Jejich krystalické mřížky se skládají z tetrahedry, kde jsou čtyři atomy O na atomu Si, v závislosti na tom, jak se vzájemně spojují, uvolňují tyto druhy silikátů:

• ostrov;
• pas;
• řetězové;
• rám;
• listnaté.

Ostrov

Ostrovní silikáty jsou nejpočetnějšími představiteli třídy. Jejich mřížky jsou izolované tetraedry nebo skupiny tetraedra, ve kterých se atomy kyslíku netýkají nebo prakticky neprotínají. Vazba mezi dvěma různými tetrahedry (nebo dvěma skupinami) nastává přes kationty a nemohou mít společné atomy kyslíku.

Obvykle jsou to lehké nebo bezbarvé minerály s hustou strukturou, díky které mají vysokou měrnou hmotnost. Jejich složení často zahrnuje kationty železa, hořčíku, thoria, hliníku, niobu, manganu a dalších kovů.

Minerály granát, akvamarín, turmalín, topaz, smaragd, Vesuvian, chrysolit - polodrahokamy a drahokamy. Sbírá se v muzejních a výstavních sbírkách, které se používají v špercích a dekorativních řemeslech. Firebricks jsou vyrobeny ze společného základního minerálního forsteritu. Zirkon se používá jak v klenotnictví, tak při výrobě žáruvzdorných materiálů. Je také zdrojem zirkonia, hafnia a uranu.

Pas

Atomy pásových silikátů jsou uspořádány v dlouhých dvojitých pásech izolovaných tetraedrů. Vzhledem k této struktuře se nazývají také "pásky". Jsou méně husté než ostrovní, ale jsou charakterizovány jasnějším štěpením.

Jeden ze společných představitelů skupiny je hornblende, skládající se z hořčíku, železa a hlinitokřemičitanu vápenatého. Patří mezi ně různé amfibolové minerály, například anthofylit, cummingtonit, grunerit, tremolit.

Řetězce

Tento druh zahrnuje zástupce velké skupiny pyroxenů, jako je jadeit, enstatit, augit a egrin. Řetězové řetězy mají hodně společného se skupinou křemičitanových pásů. Mají také průměrnou hustotu a dobře viditelné štěpení. Jejich krystalová struktura má podobu tetraedrů spojených navzájem v dlouhých nepřetržitých řetězcích. Nicméně, na rozdíl od křemičitanu pásu, jejich řetězce nejsou dvojité.

Listnaté

Struktura vrstvených silikátů je mřížka čtyřstěn z křemíku a kyslíku, které se střídají s plochými sítěmi kationtů, tvořící vrstvy. Jejich barva je určena přítomností barviv, bez nichž jsou bílé nebo bezbarvé. S bivalentním železem v kompozici získávají různé zelené odstíny, s monovalentním železem, zase hnědou, hnědou, zelenkavočernou. Mangan rozeznává růžovou nebo lila, hliníkovou oranžovou nebo načervenalou.

Vrstvená struktura je typická pro mastek, azbest, kaolinit, murmanit, serpentin, pro různé miky, jako je muscovit, biotite, lepidolit, phlogopit. Jsou součástí hlíny, gneiss, marl, pegmatite, břidlice, žuly. Mnohé z nich se nacházejí v sedimentárních a vyvřelých skalách zvětrávané kůry. Vrstvené křemičitany se používají jako dielektrika v průmyslu, stejně jako ve stavebnictví ve formě maziva, dokončovacích a žáruvzdorných stavebních materiálů.

Rám

Rámcové křemičité atomy jsou uspořádány v kontinuálních trojrozměrných skupinách, ve kterých každý atom kyslíku patří současně ke dvěma tetrahedrům. Ve své struktuře jsou atomy křemíku často nahrazeny hliníkem, který přitahuje kationty jiných látek. To zajišťuje jejich rozmanitost.

Dvě velké skupiny minerálů jsou připisovány rámcům silikátů: křemene a živec. Agáta, kočičí oko, sokola, aventurin, růžový křemen, chalcedon, drahokam, ametyst, onyx patří mezi první. Chcete-li živce zahrnují měsíční kámen, ortoklasu, albitu, labrador, bitovni, anorthit.

Mnohé z nich jsou polodrahokamy, z nichž se vyrábějí šperky a suvenýry. V průmyslu se používají k výrobě optických přístrojů, různých brýlí a keramiky. Spars jsou používány při svařování, stejně jako zubní pasty jako brusiva.