Silica mineral

Silica mineral, anuman sa mga anyo ng silikon dioxide (SiO ₂), kabilang ang kuwarts, tridymite, cristobalite, coesite, stishovite, lechatelierite, at chalcedony. Ang iba't ibang uri ng mineral na silica ay ginawa synthetically; ang isa ay keatite.

Pangkalahatang pagsasaalang-alang

Ang mga mineral na silica ay bumubuo ng humigit-kumulang na 26 porsyento ng crust ng Earth sa pamamagitan ng timbang at pangalawa lamang sa mga feldspars sa kasaganaan ng mineral. Ang libreng silica ay nangyayari sa maraming mga kristal na form na may isang komposisyon na malapit sa na ng silikon dioxide, 46.75 porsyento sa pamamagitan ng bigat ng pagiging silikon at 53.25 porsyento na oxygen. Ang kuwarts ay sa pinakamalawak na nagaganap na form. Ang Tridymite, cristobalite, at ang hydrous silica mineral opal ay hindi bihira, at ang vitreous (glassy) silica, coesite, at stishovite ay naiulat mula sa ilang mga lokalidad. Maraming iba pang mga form na ginawa sa laboratoryo ngunit hindi natagpuan sa kalikasan.

Mga katangian ng pisikal at kemikal

Ang mga kristal na istruktura ng mga mineral na silica, maliban sa stishovite, ay mga three-dimensional na mga arrays ng naka-link na tetrahedron, bawat isa ay binubuo ng isang silikon na atom na nakaayos sa pamamagitan ng apat na mga atomo ng oxygen. Ang mga tetrahedron ay kadalasang medyo regular, at ang mga distansya ng bono ng oxygen na oxygen ay 1.61 ± 0.02 Å. Ang mga pangunahing pagkakaiba ay nauugnay sa geometry ng mga link ng tetrahedral, na maaaring magdulot ng mga maliit na pagbaluktot sa loob ng silica tetrahedron. Pinipilit ng mataas na presyur ang mga atomo ng silikon na magkoordina sa anim na mga atomo ng oxygen, na gumagawa halos halos regular na mga octahedron sa istruktura ng stishovite.

Ang mga silica mineral kapag puro ay walang kulay at transparent at may vitreous luster. Ang mga ito ay mga hindi konduktor ng koryente at diamagnetic. Lahat ay mahirap at malakas at mabibigo sa pamamagitan ng malutong na bali sa ilalim ng ipinataw na stress.

Ang ilang mahahalagang pisikal na katangian ng mga mineral na silica ay inihahambing sa Talahanayan. Lahat maliban sa mababang tridymite at coesite (kabilang sa mga crystalline varieties) ay medyo mataas na simetrya. Mayroong isang magkakaugnay na ugnayan sa pagitan ng mga tukoy na halaga ng gravity na nakalista sa Talahanayan at ang aritmetika na kahulugan ng mga indeks ng pagwawasto (mga hakbang sa bilis ng ilaw na ipinapadala sa iba't ibang mga direksyon ng crystallographic) para sa mga mineral na silica na binubuo ng mga naka-link na tetrahedron. Ang relasyon na ito ay hindi umaabot sa stishovite dahil hindi ito binubuo ng silica tetrahedron. Ang Melanophlogite ay kapansin-pansin dahil naglalagay ito sa ibaba ng vitreous silica sa graph. Ang mga tiyak na gravity ng silica mineral ay mas mababa kaysa sa karamihan ng mga madilim na kulay na silicate na mineral na nauugnay sa kanila sa kalikasan; sa pangkalahatan, ang mas magaan na kulay na mga bato ay may mas mababang tiyak na gravity para sa kadahilanang ito. Ang mga mineral na silica ay hindi matutunaw sa matinding natutunaw sa mga malakas na acid maliban sa hydrofluoric acid, kung saan mayroong isang ugnayan sa pagitan ng tiyak na gravity at solubility.

Ang ilang mga pisikal na katangian ng mineral na silica

yugto	simetrya	tiyak na gravity	tigas na tigas
kuwarts (alpha-quartz)	heksagonal; trigonal trapezohedral	2.651	7
mataas na kuwarts (beta-quartz)	heksagonal; hexagonal trapezohedral	2.53 sa 600 degree Celsius	7
mababang tridymite	monoclinic?	2.26	7
mataas na tridymite	orthorhombic	2.20 sa 200 degrees Celsius	7?
mababang cristobalite	tetragonal	2.32	6–7
mataas na cristobalite	isometric	2.20 sa 500 degree Celsius	6–7
keatite	tetragonal	2.50	?
coesite	monoclinic	2.93	7.5
stishovite	tetragonal	4.28	?
masidhing silica	amorphous	2.203	6
opal	hindi maganda ang mala-kristal o amorphous	1.99–2.05	5½ – 6½