===================================== Silicati e
alluminosilicati =====================================
Vi sono O terminali e O
a ponte nelle unità.
Ognuno dei terminali contribuisce
con -1 alla carica dell'unità
SiO4, mentre ognuno degli O condivisi contribuisce
con zero. Es., l'ortosilicato è [SiO4]4-, il
disilicato è [O3SiOSiO3]6-, e le unità
SiO2 della silice non hanno carica (O tutti condivisi). _________________________________________________________ I silicati si distinguono
in:
_________________________________________________________ Silicati a
struttura estesa
Un
composto che forma un tale ione metasilicato
ciclico è il minerale
berillo Be3Al2Si6O18,
fonte principale del berillio, che contiene lo ione [Si6O18]12-.
Lo
smeraldo è un berillo nel quale alcuni degli ioni Al3+
sono sostituiti da Cr3+.
Un metasilicato a catena è
presente nel minerale giadeite,
NaAl(SiO3)2, uno dei due minerali che si vendono
come giada.
Le
formule
Fra
questi ricordiamo una famiglia di minerali noti come anfiboli
(o asbesti) 2T, che
comprendono gli «amianti». _____________________________________________ Gli amianti
possiedono molte qualità pregevoli dal punto di vista industriale (sono
fibrosi e possono essere tessuti,
come lo stoppino delle lampade delle vestali a Roma e la tovaglia da
festa di Carlo Magno), ma le loro particelle più fini vanno in
sospensione nell'aria, e i lavoratori che manipolano il minerale sono soggetti a una degenerazione
del tessuto dei polmoni che si può manifestare anche dopo molti
anni dall'assunzione.
_____________________________________________
Þ
La silice e molti silicati
cristallizzano lentamente e, raffreddando la fusione a velocità
appropriata, si possono ottenere
solidi amorfi, i vetri. Come per i liquidi, la
struttura è ordinata entro distanze di pochi intervalli interatomici.
A differenza dei liquidi, però, la loro viscosità
è elevatissima, e sotto molti aspetti essi si comportano come
solidi.
Il
quarzo fuso (SiO2 amorfa), si ammorbidisce intorno ai 1600 °C,
il vetro al borosilicato (con ossido di boro) si ammorbidisce a circa
800 °C, e il vetro cristallo (che contiene ossidi di piombo ed è
fortemente rifrangente) a temperature ancora più basse. Tutto ciò
dipende dal fatto che i responsabili della rigidità dell’intelaiatura
sono i ponti Si-O-Si.
Quando si incorporano ossidi basici come Na2O e CaO,
essi reagiscono con SiO2 fusa e trasformano i ponti Si-O-Si
in gruppi Si-O terminali, abbassando con ciò la temperatura di
ammorbidimento. ====================================================
Alluminosilicati Sono
specie in cui alcuni atomi di Al
sostituiscono atomi di Si. Gli
alluminosilicati sono in gran parte responsabili della grandissima varietà
del mondo minerale. Poiché
l'alluminio è presente come Al(III), la sua sostituzione di un Si(IV)
aggiunge un'unità alla carica negativa
complessiva. Per
ciascun atomo di Al introdotto al posto di Si, occorre un ulteriore
catione, quale H+, Na+ o ½Ca2+. Questi
cationi in più determinano un effetto profondo sulle proprietà
dei materiali. Alluminosilicati a strati Molti
minerali importanti sono varietà di alluminosilicati stratificati
(fillosilicati), contenenti anche metalli quali Mg, Li e Fe: fra di
essi le argille, il talco e varie miche.
Gli
strati, elettricamente neutri,
sono connessi tra loro da legami a idrogeno piuttosto deboli, sicché il
minerale si fende agevolmente e incorpora acqua
fra gli strati. Questo lo ammorbidisce e rende plastico, ma per
successiva perdita d’acqua diviene rigido e fragile come il vetro. ==================================================== Una
classe più vasta di alluminosilicati contiene ioni Al3+
disposti in sandwich fra strati di silicato. Un esempio è la pirofillite,
Al2(OH)2Si4O10.
Il minerale talco, Mg3OH)2Si4O10, si
ha quando due ioni Al3+ vengono sostituiti da tre Mg2+
nei siti ottaedrici. Nel
talco (come nella pirofillite) gli strati sono neutri e, di conseguenza,
il talco si fende facilmente. Ciò rende conto della familiare
sensazione
scivolosa.(Si sfalda come la grafite, è un lubrificante).
La mica muscovite, KAl2(OH)2Si3AlO10, possiede strati elettricamente carichi, perché deriva dalla sostituzione di un Si(IV) con un Al(III) nella struttura della pirofillite.
Alluminosilicati tridimensionali Esistono minerali basati su una intelaiatura di alluminosilicato tridirnensionale: es. i feldspati, che costituiscono la classe più importante di minerali componenti le rocce (compreso il granito). Le
intelaiature a base di alluminosilicato dei feldspati traggono origine
dalla condivisione di tutti i vertici dei tetraedri SiO4 o AlO4. Le
cavità esistenti nella trama tridimensionale contengono ioni come Na+,
K+
e Ba2+. Due
esempi sono ortoclasio, KAlSi3O8,
e albite, NaAlSi3O8
(vedi Figure).
==================================================== |