מינרל סיליקה, כל אחת מהצורות של דו תחמוצת הסיליקון (SiO 2), כולל קוורץ, טרידימיט, קריסטובליט, קוסטיט, סטישוביט, לכטלייריט וקלדוניה. מינרלים סיליקה מסוגים שונים יוצרו באופן סינטטי; אחד הוא קיט.
שיקולים כלליים
מינרלים סיליקה מהווים כ -26 אחוז מקרום כדור הארץ לפי משקל והם שניים רק עם שדות השדה בשפע המינרלים. סיליקה חופשית מופיעה בצורות גבישיות רבות עם תרכובת קרובה מאוד לזה של דו תחמוצת הסיליקון, כאשר 46.75 אחוז משקל הם סיליקון ו -53.25 אחוז חמצן. קוורץ הוא ללא ספק הצורה הנפוצה ביותר. Tridymite, cristobalite, אופל המינרלי המינרלי ההידרוסי אינם שכיחים, ודווח על סיליקה, כוסות סיסית ו- stishovite מזגוגיות בלבד, מאזורים מעטים בלבד. במעבדה יוצרו כמה צורות אחרות אך לא נמצאו בטבע.
תכונות פיזיקליות וכימיות
המבנים הקריסטלוגרפיים של מינרלי הסיליקה, פרט לסטישוביט, הם מערכים תלת מימדיים של טטרהדרונים מקושרים, שכל אחד מהם מורכב מאטום סיליקון המתואם על ידי ארבעה אטומי חמצן. הטטרהדרונים הם בדרך כלל די רגילים, ומרחקי הקשר הסיליקון-חמצן הם 1.61 ± 0.02 Å. הבדלים עיקריים קשורים לגיאומטריה של הצמדות הטטרהדרליות, העלולים לגרום לעיוותים קטנים בתוך טטרהדרוני הסיליקה. לחץ גבוה מאלץ אטומי סיליקון לתאם עם שישה אטומי חמצן, ומייצרים כמעט אוקטדרדרונים קבועים במבנה הסטישוביט.
מינרלי הסיליקה כאשר טהורים הם חסרי צבע ושקופים ובעלי ברק זגוגי. הם שאינם מוליכי חשמל והם יהלומים מגנטיים. כולם קשים וחזקים ונכשלים על ידי שבר שביר תחת לחץ מוטל.
בלוח מופיעים כמה תכונות פיזיקליות חשובות של מינרלי הסיליקה. לכולם למעט טרידימיט נמוך וקוזיט (בין הזנים הגבישיים) יש סימטריה גבוהה יחסית. יש קשר ליניארי בין ערכי הכובד הספציפיים המופיעים בטבלה לבין הממוצע האריתמטי של מדדי השבירה (מדדים למהירות האור המועבר בכיוונים קריסטלוגרפיים שונים) עבור מינרלים סיליקה המורכבים ממגוון טטרהדרונים. קשר זה אינו משתרע על סטישוביט מכיוון שהוא אינו מורכב ממתכות סיליקה. מלנופלוגיט בולט מכיוון שהוא זומם מתחת לסיליקה הזגוגית בגרף. כוח המשיכה הספציפי של מינרלי סיליקה פחות מאלה של מרבית מינרלי הסיליקט בצבע כהה הקשורים אליהם בטבע; באופן כללי, לסלעים בצבעים בהירים יותר יש כוח משיכה ספציפי נמוך יותר מסיבה זו. מינרלים סיליקה אינם מסיסים עד מסיסים במשורה בחומצות חזקות למעט חומצה הידרפלואורית, בהם יש קשר בין כוח המשיכה הסגולי והמסיסות.
כמה תכונות פיזיקליות של מינרלים סיליקה
| שלב | סימטריה | כוח משיכה ספציפי | קשיות |
|---|---|---|---|
| קוורץ (אלפא-קוורץ) | משושה; טראפוזדרל טריגונאלי | 2.651 | ז |
| קוורץ גבוה (בטא-קוורץ) | משושה; טרפזדרדר משושה | 2.53 בחום של 600 מעלות | ז |
| טרידימיט נמוך | מונוקלין? | 2.26 | ז |
| טרידימיט גבוה | אורתורהומבי | 2.20 בחום של 200 מעלות | 7? |
| cristobalite נמוך | טטרגון | 2.32 | 6–7 |
| cristobalite גבוה | איזומטרי | 2.20 בחום של 500 מעלות | 6–7 |
| קטיט | טטרגון | 2.50 | ? |
| coesite | מונוקלין | 2.93 | 7.5 |
| stishovite | טטרגון | 4.28 | ? |
| סיליקה זגוגית | אמורפי | 2.203 | 6 |
| אופל | גבישים או אמורפיים בצורה גרועה | 1.99–2.05 | 5½ – 6½ |
