8.7.4.1: Silicatos

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Los silicatos son algunos de los minerales más abundantes de la Tierra. Son algunas de las materias primas más comunes que se apoderan del 75% de la corteza terrestre. La mayoría de las rocas ígneas y rocas sedimentarias están hechas de minerales de silicato. El tipo más común de silicato es (SiO ₄) ^4-.

Hay muchos tipos diferentes de silicatos. La mayoría de ellos tienen una fórmula química general de X _x _{Y y} (Z _z _{O o}) W _w.

X = +1 o +2 cationes
Y = +2, +3 o +4 cationes
Z = + 3 ó +4 cationes
O = oxígeno
W = usualmente OH-, F- o Cl-
x, y, z, o, w = números subíndices

Algunas de las subcategorías de silicatos son las siguientes:

Nesosilicatos
Sorosilicatos
Ciclosilicatos
Inosilicatos
Filosilicatos
Tectosilicatos

Nesosilicatos

Los nesosilicatos están constituidos por unidades de tetraédrico independiente. Algunos de los minerales que contienen nesosilicatos son olivino, granate, circón, cianita, topacio y estaurolita. El olivino es importante en los procesos de formación de rocas ígneas. Tiene una fórmula general de (Mg, Fe) ₂ SiO ₄. En cuanto al granate, pertenece al grupo isomórfico, donde suele presentarse como cristales de dodecaedro, como el piropo, la almandina y la grossularita. Por lo general, se encuentra en rocas metamórficas, y es conocida por ser la piedra natal de enero. El circón, por otro lado, se comercializa como piedra preciosa y se oxida para producir piedras preciosas que son similares a los diamantes conocidos como zirconia cúbica. La cianita es parte de un grupo polimórfico (Al ₂ OSiO ₄).

Ej. (SiO ₄) ^-4 o (Si ₃ O ₁₂) ^-12

Sorosilicatos

El sorosilicato se compone de dos tetraedros compartidos por un oxígeno. Algunos de los minerales que se clasifican como sorosilicatos son hemimorfita, epidota y allanita. La hemimorfita generalmente se encuentra como cristales con hojas. La epidota pertenece al grupo isomórfico, el cual es importante en la formación de minerales. Por último, la allanita tiene una estructura metamictica que suele ser negra sin escote.

ex. (Si ₂ O ₇) ^-6

Ciclosilicatos

Los cislosilicatos se componen de unidades de anillo cerrado de tetraédrico que comparten dos átomos de oxígeno. Son conocidos por su dureza y consiste en una variedad de piedras preciosas. También tienen mala escisión. Algunos minerales que se clasifican como ciclosilicatos son berilo, cordierita y tromalina. Las piedras preciosas que se clasifican como berilo incluyen esmeralda (verde intenso), aguamarina (azul verdoso) y morganita (roja). Las turmalinas también tienen una variedad de piedras preciosas, que incluyen rubelita (rojo-rosa) e indicolita (azul oscuro). En cuanto a la cordierita, a menudo muestra dicroísmo, lo que significa que muestra diferentes colores diferentes concentraciones.

Ej. (S i ₆ O ₁₈) ^-12

Inosilicatos

Los inosilicatos están compuestos por unidades continuas de doble cadena de tetraédricas, cada una de las cuales comparte 2 y 3 de oxígeno. Incluyen el grupo piroxeno, que son minerales monocatenarios sin hidróxido, y el grupo anfíbol, que son de doble cadena con hidróxido. El grupo piroxeno tiene dos escisiones direccionales de 90 grados. Algunos ejemplos son enstatita-ferrosilita, diopsido-hedenbergita, augita y espodumeno. En cuanto al grupo anfíbol, tiene dos escisiones direccionales a 124-56 grados. Algunos ejemplos son tremolita-actinolita y hornblende. Ambos grupos son minerales formadores de rocas.

Ej. (SiO ₃) ^-2 o (Si ₂ O ₆) ^-4

Filosilicatos

Los filosilicatos comprenden unidades laminares continuas de tetraédricas, cada una de las cuales comparte 3 átomos de oxígeno. Incluyen los minerales de arcilla y mica, que son minerales formadores de rocas. El grupo arcilloso está hecho de silicatos estratificados de aluminio hidratado. Algunos ejemplos son la caolinita y el talco. Por otro lado, el grupo mica consiste en láminas delgadas y multitud de sustituciones iónicas de Al ³ ⁺ y Si ⁴ ⁺. Algunos ejemplos son la moscovita (color claro), la biotita (de color negro u oscuro) y la lepidolita (de color rosa y fuente de litio). También está el grupo serpentino que pertenece a los filosilicatos. Algunos ejemplos son serpentina y crisotilo.

Ej. (Si ₂ O ₅) ^-2 o (Al Si ₃ O ₁₀) ^-5

Tectosilicatos

Los tectosilicatos consisten en un entramado continuo de tetraedros, cada uno de los cuales comparte los 4 átomos de oxígeno. Su estructura tiene una gran cantidad de sustitución de Al-Si. Algunos de los grupos que se clasifican como tectosilicatos son el grupo polimórfico SiO ₂, el grupo polimórfico de feldespato K, el grupo feldespatoideo y el grupo zeolita. El grupo polimórfico SiO ₂ tiene una variedad de cuarzo, como cuarzo ahumado, amatista y jaspe. Algunos minerales en el grupo polimórfico del felspar K incluyen ortoclasa y microclina. La microclina tiene 1 ion Pb ² ⁺ reemplazado por cada ion 2 K ¹ ⁺, mostrando una solución sólida de omisión y provocando un color azul verde en el mineral. Los minerales del grupo feldespatos son similares a los feldespatos pero solo tienen dos tercios de la cantidad de sílice; forman un magma deficiente en sílice. Algunos ejemplos de ello son leucita y sodalita. Por último, el grupo zeolita tiene silicatos hidratados con propiedades de intercambio iónico y absorción que pueden actuar como ablandadores de agua intercambiando iones Na ¹ ⁺ por iones Ca ² ⁺ en solución. Un ejemplo de ello es este:

\[ Na_2Al_2Si_3O_{10}-2H_2O \rightarrow CaAl_2Si_3O_{10}-2H_2O. \]

Ej. (SiO ₂), (AlSiO ₄) ^-1, (Al ₂ Si ₂ O ₈) ^-2, o (Al ₂ Si ₄ O ₁₂) ^-2

Referencias

“Granate”. USGS. N.p., 17 de julio de 2002. Web. 28 de mayo de 2012. < http://minerals.usgs.gov/minerals/pu...95/garnet.html >.
“Olivino”. UND:La Universidad de Dakota del Norte. N.p., n.d. Web. 28 de mayo de 2012. <www.und.nodak.edu/instruct/mi... in/olivine.htm>.
“Clase Mineral Silicato”. Universidad Estatal de Missouri. N.p., 11 de octubre de 2011. Web. 28 de mayo de 2012. < http://courses.missouristate.edu/EMa...silicates.html >.
“Circonio y Hafnio”. USGS. N.p., 24 de enero de 2012. Web. 28 de mayo de 2012. < http://minerals.usgs.gov/minerals/pu...ity/zirconium/ >.