Křemičitý minerál

Křemičitý minerál, kterákoli z forem oxidu křemičitého (SiO ₂), včetně křemene, tridymitu, cristobalitu, kezitu, stishovitu, lechatelieritu a chalcedonu. Synteticky se vyráběly různé druhy minerálů oxidu křemičitého; jeden je keatite.

Obecné úvahy

Kremičité minerály tvoří přibližně 26 procent hmotnosti zemské kůry a jsou na druhém místě živců v hojnosti minerálů. Volný oxid křemičitý se vyskytuje v mnoha krystalických formách se složením velmi blízkým složení oxidu křemičitého, přičemž 46,75% hmotnostních je křemík a 53,25% kyslíku. Křemen je zdaleka nejčastěji se vyskytující forma. Tridymit, cristobalit a minerální opál z hydratovaného oxidu křemičitého jsou neobvyklé a sklovitý (sklovitý) oxid křemičitý, coesit a stishovit byly hlášeny pouze na několika lokalitách. V laboratoři bylo vyrobeno několik dalších forem, ale nebyly nalezeny v přírodě.

Fyzikální a chemické vlastnosti

Krystalografické struktury minerálů oxidu křemičitého, s výjimkou stishovitu, jsou trojrozměrná pole spojených čtyřstěnů, z nichž každá sestává z atomu křemíku koordinovaného čtyřmi atomy kyslíku. Tetrahedrony jsou obvykle zcela pravidelné a vzdálenosti vazby křemík-kyslík jsou 1,61 ± 0,02 Á. Hlavní rozdíly se týkají geometrie čtyřstěnných vazeb, které mohou způsobit malé deformace uvnitř čtyřstěnů oxidu křemičitého. Vysoký tlak nutí atomy křemíku ke koordinaci se šesti atomy kyslíku, což vede ke vzniku téměř pravidelných oktaedronů ve struktuře stishovitu.

Silikátové minerály, pokud jsou čisté, jsou bezbarvé a průhledné a mají sklovitý lesk. Jsou to nevodiče elektřiny a jsou diamagnetické. Všichni jsou tvrdí a silní a selhávají křehkým lomem pod vynuceným stresem.

V tabulce jsou porovnány některé důležité fyzikální vlastnosti minerálů oxidu křemičitého. Všechny kromě nízkého tridymitu a kesitu (mezi krystalickými odrůdami) mají relativně vysokou symetrii. Existuje lineární vztah mezi specifickými hodnotami gravitace uvedenými v tabulce a aritmetickým průměrem indexů lomu (míry rychlosti světla, která je přenášena v různých krystalografických směrech) pro minerály oxidu křemičitého složené ze spojených čtyřstěnů. Tento vztah se nevztahuje na stishovit, protože není složen z tetraedrů oxidu křemičitého. Melanoflogit je pozoruhodný, protože se v grafu zakresluje pod sklovitý oxid křemičitý. Měrná hmotnost minerálů oxidu křemičitého je nižší než u většiny tmavě zbarvených silikátových minerálů, které jsou s nimi v přírodě spojeny; obecně, světlejší barvy hornin mají z tohoto důvodu nižší měrnou hmotnost. Minerály křemičité jsou nerozpustné až slabě rozpustné v silných kyselinách s výjimkou kyseliny fluorovodíkové, ve kterých existuje korelace mezi měrnou hmotností a rozpustností.

Některé fyzikální vlastnosti křemičitých minerálů

fáze	symetrie	specifická gravitace	tvrdost
křemen (alfa-křemen)	hexagonální; trigonální lichoběžník	2,651	7
vysoký křemen (beta-křemen)	hexagonální; hexagonální lichoběžník	2,53 při 600 stupních Celsia	7
nízký tridymit	monoklinický?	2,26	7
vysoký tridymit	ortorombický	2,20 při 200 ° C	7?
nízký cristobalit	tetragonální	2,32	6–7
vysoký cristobalit	izometrický	2,20 při 500 stupních Celsia	6–7
keatite	tetragonální	2,50	?
koesit	monoklinický	2,93	7.5
stishovite	tetragonální	4,28	?
skelný oxid křemičitý	amorfní	2,203	6
opál	špatně krystalický nebo amorfní	1,99–2,05	5½ – 6½