Природні силікати

Приро́дні силіка́ти — сполуки діоксиду кремнію з оксидами інших хімічних елементів, клас мінералів, солей кремнієвої, ізо- і гетерополікремнієвих кислот.

Загальний опис

На частку природних силікатів припадає до 80–85 % маси земної кори й мантії Землі та близько 90 % маси гірських порід Місяця. Природні силікати складають близько 25 % відомих мінеральних видів. У природі відомо понад 700 природних силікатів, включаючи найважливіші породотвірні мінерали (польові шпати, піроксени, амфіболи, слюди і інш.). Основним елементом структури силікатів є тетраедр [SiO₄]₄^-, а також аніони О^2-, ОН^-, CO₃^2-, SO₄^2-, Cl^- та інші. Роль катіонів в природних силікатах відіграють переважно елементи 2-го, 3-го і 4-го періодів періодичної системи елементів, серед яких Na, Mg, AI, Fe, К, Са, Mn найбільш поширені в земній корі і складають разом з O і Si до 99 % її об'єму. Досить звичайні також Ti, Zn, TR. Менш поширені силікати V, Ni, Nb, Th, U, Sr, Cs, Ba. Особливе місце займають нечисленні природні силікати, в яких катіонами виступають халькофільні елементи: Cu, Zn, Sn, Pb, As, Sb і Bi. Більша частина природних силікатів — основні, значно менша — кислі і кисло-основні. Серед природних силікатів багато кристалогідратів.

Найважливіша кристалоструктурна характеристика природних силікатів — будова їх аніонів, виходячи з якої розрізнюються силікати з острівними, ланцюжковими, стрічковими, сітчастими і каркасними радикалами. Більшість природних силікатів мають низьку симетрію. Близько 45 % з них належать до моноклінної, 20 % — до ромбічної, 9 % — до триклінної, 7 % — до тетрагональної, 10 % — до тригональної і гексагональної, 9 % — до кубічної сингонії. Значна кількість природних силікатів безбарвні або білі. Силікати Fe, Mn, Ni, Ti, Zr, V, Cu, TR та ін. елементів часто забарвлені в різні кольори. Блиск скляний до алмазного. У тонких шліфах прозорі. Більшість силікатів каркасної і шаруватої структури, мають низьку густину (2000–3000 кг/м³). Твердість від 4–5 до 6–8. Використовують природні силікати як будівельний матеріал і у виробництві вогнетривких матеріалів, у скляній промисловості тощо.

Різновиди

Розрізняють:

силікат-апатит рідкісноземельний (бритоліт);
- силікат-апатит церіїстий (бритоліт);
силікат-віїкіт (різновид віїкіту — мінералів групи пірохлору, який містить 2–16 % SiO₂);
силікат волокнистий (силіманіт);
силікати-в'язані (те саме, що силікати каркасні),
силікати каркасні (силікати в основі структури яких знаходиться тримірний каркас з формулою [Al_mSi_n-mO_2n]_m, де m найчастіше дорівнює 0, 1 або 2, а n — 1 або 4);
силікати кільцеві (силікати, і основі структури яких знаходяться кільця, складені кремнієкисневими тетраедрами зі спільними вершинами; серед них найпоширенішими є силікати з шестерними кільцями з радикалом [Si₆O₁₈]₁₂- (наприклад, берил — Al₂Be₃[Si₆O₁₈]) і алюмоборосилікати зі складними двоповерховими кільцями (наприклад, турмалін — Na(Mg, Fe, Mn, Li, Al)₃Al₆(BO₃)₃(OH, F)₄[Si₆O₁₈]));
силікати ланцюжкові (мета- і диметасилікати, в основі структури яких лежать кремнієкисневі ланцюжки — сполучення кремнієкисневих тетраедрів, в яких два йони кисню насичені повністю, а два — тільки наполовину; ланцюжки об'єднуються в структурі мінералів катіонами, які зв'язуються з вільними валентностями кисню);
силікати острівні (силікати, в основі структури яких лежать ізольовані тетраедри і групи тетраедрів SiO₄ з радикалами [SiO₄]₄- i [Si₂O₇]6-; до них належать орто- і діортосилікати, більшість з яких є важливими породотвірними мінералами, наприклад, олівін — (Mg, Fe)₂[SiO₄], каламін — Zn₄[(OH)₂|Si₂O₇]•H₂O, епідот — Ca₂(Al, Fe³)Al₂[O|OH|SiO₄|Si₂O₇]);
силікати цементні (амфіболоїди, які містять групу Са(ОН)₂ — ксонотліт, фошагіт, гілебрандит та ін.);
силікати шаруваті (силікати, в основі структури яких знаходяться безперервні шари тетраедрів SiO₄ з радикалами [Si₂O₅]^2- i [(Si, Al)₄O₁₀]^4-; до них належать важливі породотвірні мінерали, наприклад, каолініт — Al₄(OH)₈[Si₄O₁₀], мусковіт — KAl₂[(OH, F)₂|AlSi₃O₁₀], маргарит — CaAl₂[(OH)₂|Al₂Si₂O₁₀] та ін.);
силікат сульфат-апатит (вілкеїт — різновид апатиту з родовища Крестмор, США, який містить 12,28 % SO₃ i 9,62 % SiO₂ з наявністю йонів F);
силікат торіїстий (торит);
силікат цезіїстий (полуцит);
силікат церіїстий (церит);
силікат Чермака (гіпотетичний член ізоморфного ряду глиноземних піроксенів — Mg[Al₂SiO₆], який, за Г. Чермаком, входить до складу авгітів).

Див. також

Література

Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — 670 с. — ISBN 57740-0828-2.
Лазаренко Є. К., Винар О. М. Мінералогічний словник, К.: Наукова думка. — 1975. — 774 с.
W. L. Bragg: The structure of silicates. In: Z. Kristallogr. 74. 1930, 237–305.
W. A. Deer, W. A. Howie und J. Zussman: Rock-Forming Minerals, Volume 1A: Orthosilicates. Longman, London, 2. Auflage, 1982.
I. Kostov: Crystal chemistry and classification of silikate minerals. In: Geokhimiya, Mineralogiya i Petrologiya. 1. 1975, 5–41.
F. Liebau: Die Systematik der Silicate. In: Naturwissenschaften. 49. 1962, 481–491.
F. Liebau: Structural Chemistry of Silicates. Springer-Verlag, Berlin 1985.
S. Matthes: Mineralogie. Springer-Verlag, Berlin, 4. Auflage, 1993. (inzwischen gibt es eine neue Ausgabe, Datum unbekannt)

Інтернет-ресурси

Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Природні силікати