Khoáng silic, bất kỳ dạng silicon dioxide (SiO 2) nào, bao gồm thạch anh, tridymite, cristobalite, coesite, stishovite, lechatelierite và chalcedony. Các loại khoáng chất silica khác nhau đã được sản xuất tổng hợp; một là keatite.
Xem xét chung
Khoáng chất silica chiếm khoảng 26% vỏ Trái đất tính theo trọng lượng và chỉ đứng thứ hai sau các fenspat trong sự phong phú về khoáng sản. Silica tự do xảy ra ở nhiều dạng tinh thể có thành phần rất gần với silicon dioxide, 46,75% trọng lượng là silicon và 53,25% oxy. Thạch anh là hình thức phổ biến nhất. Tridymite, cristobalite và opal khoáng silic thủy tinh là không phổ biến, và silica thủy tinh (thủy tinh), coesite và stishovite chỉ được báo cáo từ một số địa phương. Một số dạng khác đã được sản xuất trong phòng thí nghiệm nhưng không được tìm thấy trong tự nhiên.
Các tính chất vật lý và hóa học
Các cấu trúc tinh thể của các khoáng silic, ngoại trừ stishovite, là các mảng ba chiều của tứ diện liên kết, mỗi khối gồm một nguyên tử silicon được phối hợp bởi bốn nguyên tử oxy. Các tứ diện thường khá đều đặn và khoảng cách liên kết silicon-oxy là 1,61 ± 0,02. Sự khác biệt chính có liên quan đến hình học của các liên kết tứ diện, có thể gây ra các biến dạng nhỏ trong các tứ diện silica. Áp suất cao buộc các nguyên tử silicon phối hợp với sáu nguyên tử oxy, tạo ra các khối bát diện gần như đều đặn trong cấu trúc stishovite.
Các khoáng chất silic khi tinh khiết không màu và trong suốt và có ánh thủy tinh thể. Chúng không dẫn điện và có tính từ. Tất cả đều cứng và mạnh và thất bại bởi gãy giòn dưới một áp lực áp đặt.
Một số tính chất vật lý quan trọng của khoáng chất silica được so sánh trong Bảng. Tất cả ngoại trừ tridymite và coesite thấp (trong số các loại tinh thể) có tính đối xứng tương đối cao. Có một mối quan hệ tuyến tính giữa các giá trị trọng lực cụ thể được liệt kê trong Bảng và giá trị trung bình số học của các chỉ số khúc xạ (các phép đo vận tốc ánh sáng được truyền theo các hướng tinh thể khác nhau) đối với các khoáng vật silica gồm các tứ diện liên kết. Mối quan hệ này không mở rộng thành stishovite vì nó không được tạo thành từ các tứ diện silica. Melanophlogite là đáng chú ý vì nó vẽ dưới silica thủy tinh trên biểu đồ. Các trọng lượng riêng của khoáng chất silic ít hơn so với hầu hết các khoáng vật silicat có màu sẫm liên quan đến chúng trong tự nhiên; nói chung, các loại đá có màu nhạt hơn có trọng lượng riêng thấp hơn vì lý do này. Khoáng chất silica không hòa tan với ít tan trong axit mạnh trừ axit hydrofluoric, trong đó có mối tương quan giữa trọng lượng riêng và độ hòa tan.
Một số tính chất vật lý của khoáng silic
| giai đoạn | đối diện | trọng lượng riêng | độ cứng |
|---|---|---|---|
| thạch anh (alpha-thạch anh) | lục giác; hình thang lượng giác | 2,651 | 7 |
| thạch anh cao (beta-thạch anh) | lục giác; hình thang lục giác | 2,53 ở 600 độ C | 7 |
| tridymite thấp | đơn thức? | 2,26 | 7 |
| tridymite cao | chỉnh hình | 2,20 ở 200 độ C | 7? |
| cristobalite thấp | tứ giác | 2,32 | 6 trận7 |
| cristobalite cao | đẳng | 2,20 ở 500 độ C | 6 trận7 |
| keatite | tứ giác | 2,50 | ? |
| coesite | đơn hình | 2,93 | 7,5 |
| stishovite | tứ giác | 4,28 | ? |
| silica thủy tinh | vô định hình | 2,203 | 6 |
| opal | kết tinh kém hoặc vô định hình | 1.99122.05 | 5½ Cẩu 6½ |
