معادن السيليكا

معدن السيليكا ، أي شكل من أشكال ثاني أكسيد السيليكون (SiO ₂) ، بما في ذلك الكوارتز ، والتريديميت ، والكريستوباليت ، والكوسيت ، والستيشوفايت ، والليشاتيليت ، والعقيق. تم إنتاج أنواع مختلفة من معادن السيليكا صناعيا ؛ واحد هو كيتيت.

اعتبارات عامة

تشكل معادن السيليكا ما يقرب من 26 في المائة من قشرة الأرض من حيث الوزن وهي في المرتبة الثانية بعد الفلسبار في وفرة المعادن. تحدث السليكا الحرة في العديد من الأشكال البلورية مع تركيبة قريبة جدًا من ثاني أكسيد السليكون ، 46.75 بالمائة بالوزن سيليكون و 53.25 بالمائة أكسجين. الكوارتز هو الشكل الأكثر شيوعًا. Tridymite و cristobalite والأوبال المعدنية السليكا المائي غير شائعة ، وقد تم الإبلاغ عن السيليكا الزجاجي (الزجاجي) ، coesite ، و stishovite من عدد قليل من الأماكن فقط. تم إنتاج العديد من الأشكال الأخرى في المختبر ولكن لم يتم العثور عليها في الطبيعة.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

الهياكل البلورية لمعادن السيليكا ، باستثناء الستيشوفايت ، هي صفائف ثلاثية الأبعاد لرباعي رباعي مرتبط ، يتألف كل منها من ذرة سيليكون منسقة بأربع ذرات أكسجين. عادة ما تكون رباعي الأسطح منتظمة إلى حد ما ، ومسافات رابطة السيليكون والأكسجين هي 1.61 ± 0.02 Å. ترتبط الاختلافات الرئيسية بهندسة الروابط رباعي السطوح ، والتي قد تسبب تشوهات صغيرة داخل رباعي السليكا. يجبر الضغط العالي ذرات السليكون على التنسيق مع ست ذرات أكسجين ، مما يؤدي إلى إنتاج مثمنات منتظمة تقريبًا في بنية الستيشوفايت.

تكون معادن السيليكا عندما تكون نقية عديمة اللون وشفافة ولها بريق زجاجي. فهي غير موصلة للكهرباء ولديها مغنطيسية. كلها قوية وقوية وتفشل بسبب كسر هش تحت ضغط مفروض.

تمت مقارنة بعض الخصائص الفيزيائية الهامة لمعادن السيليكا في الجدول. كل ما عدا منخفض tridymite و coesite (من بين الأصناف البلورية) لديهم تناظر مرتفع نسبيًا. هناك علاقة خطية بين قيم الجاذبية المحددة المدرجة في الجدول والمتوسط ​​الحسابي لمؤشرات الانكسار (مقاييس سرعة الضوء التي تنتقل في اتجاهات بلورية مختلفة) لمعادن السيليكا المكونة من رباعي الأسطح المرتبطة. لا تمتد هذه العلاقة إلى stishovite لأنها لا تتكون من رباعي رباعي السيليكا. يعد Melanophlogite ملحوظًا لأنه يندرج تحت السيليكا الزجاجي على الرسم البياني. الجاذبية النوعية لمعادن السيليكا أقل من تلك الموجودة في معظم معادن السيليكات ذات اللون الداكن المرتبطة بها في الطبيعة ؛ بشكل عام ، الصخور ذات اللون الفاتح لها جاذبية نوعية أقل لهذا السبب. إن معادن السيليكا غير قابلة للذوبان بشكل قليل في الأحماض القوية باستثناء حمض الهيدروفلوريك ، حيث يوجد ارتباط بين الثقل النوعي والذوبان.

بعض الخواص الفيزيائية لمعادن السيليكا

مرحلة	تناظر	جاذبية معينة	صلابة
الكوارتز (الكوارتز ألفا)	سداسي الشكل؛ شبه منحرف ثلاثي الأضلاع	2.651	7
ارتفاع الكوارتز (الكوارتز بيتا)	سداسي الشكل؛ شبه منحرف سداسي	2.53 عند 600 درجة مئوية	7
تريديميت منخفض	عيادة أحادية؟	2.26	7
تريديميت عالية	orthorhombic	2.20 عند 200 درجة مئوية	7؟
انخفاض cristobalite	رباعي الزوايا	2.32	6-7
كريستوباليتي عالية	متساوي القياس	2.20 عند 500 درجة مئوية	6-7
كيتيت	رباعي الزوايا	2.50	؟؟؟
coesite	عيادة أحادية	2.93	7.5
stishovite	رباعي الزوايا	4.28	؟؟؟
السيليكا الزجاجي	عديم الشكل	2.203	6
أوبال	بلوري ضعيف أو غير متبلور	1.99-2.05	5½ - 6½

معادن السيليكا الفردية