ポリシリケート

ポリシリケートは、酸性酸化物SiO2（シリカ）と塩基性金属酸化物の反応によって形成される地球化学的に重要な化合物である。これらの化合物は共有結合Si-O結合を有する明確なケイ素オキソアニオンを有するが、単純なケイ酸イオンSiO44-を有さない。むしろ、それらはケイ素原子をオリゴマーまたはポリマー構造に結びつける多くの2座標の酸素原子を有する。ほとんどすべてのケイ酸塩において、ケイ素は4の配位数を有する。,

オルトケイ酸イオン、SiO44-

オルトケイ酸イオンは多種多様な鉱物には存在しない。水溶液で持続しないのは非常に強い基盤です。自然界では、それは不溶性塩中の酸性陽イオンと組み合わせて見出される。

オリゴマーポリシリケート

ポリマーケイ酸塩構造は、（2座標）酸素を架橋する必要があります。架橋酸素のためのスペースを作るためには、酸化物を”受け入れる”シリコンから除去しなければならない。

二ケイ酸イオンは自然界では珍しいです。, それはまれな鉱物thortveitite、Sc2Si2O7でだけ見つけられます。トリシリケートやテトラシリケートなどのより大きな構造は極めて速い。

環状オリゴマーポリシリケート

長い開鎖構造を形成するのではなく、鎖の末端がリンクして酸化物イオンを除去する。

メタケイ酸イオンは未知のSiO32-イオンのオリゴマーである。これらの構造物の各シリコンを持つ二つの橋渡しと端子の酸素原子です。ケイ素原子あたりの電荷密度は-2である。, 最も一般的な環状ポリシリケートは、環状トリマー（SiO3）36-および環状ヘキサマー（SiO3）612-である。

環状三量体は、鉱物ベニトアイト、BaTi(Si3O9.

環状ヘラマーは、鉱物ベリル、Be3Al2(Si6O18)

鎖ポリシリケート

式(SiO3)n2n-の線形(1-D)ポリマーに見出される架橋酸素を介して形成することができる。これらの構造には、ケイ素原子当たり-2の電荷がある。, A group of minerals called the pyroxene minerals have this type of structure.

Pyroxene Minerals
enstatite	MgSiO3
diopsite	CaMgSi2O6
spodimene	LiAlSi2O6
pollucite	CsAlSi2O6

Linear chains may be linked side-by-side if an oxide ion is replaced with another bridging oxygen atom., この連結が各鎖の代替SiO3基で起こると、二重鎖構造（Si4O11）n6n-が生じる。このような構造では、ケイ素原子当たりの酸素原子の電荷および数が減少する。
クロシドライトは、式Na2Fe5(OH)22のアスベスト鉱物であり、その一例である。この鉱物は実際のところ繊維状で、陰イオンの長鎖構造から生じる火および耐熱性特性があります。

シートポリシリケート

鎖のside-to-side連結が無期限に続けられると、より多くの酸化物が除去され、2-Dポリマーが生じる。, これらの2次元ポリマーはシートケイ酸塩と呼ばれ、n4n-アニオンを含む。この構造を含む鉱物は、容易に薄いシートに切断される。, micas muscovite and biotite clay minerals montmorillonite, kaolinite,
china clay and vermiculite talc &nbsp soapstone &nbsp chrysotile asbestos &nbsp

3-D Polymeric Silicates

Sheets are linked into a 3-D polymer when all the oxide ions are eliminated (all oxygens in the structure are bridging)., この構造はもはや塩基性ではなくむしろ酸性酸化物である非荷電酸化物シリカｎを含んでいる。多くの一般的な鉱物には、石英、フリント、碧玉、オニキス、アメジスト、シトリン、瑪瑙、カルセドニーなどの構造が含まれています。,
連続重合ステップ：

o/Si原子比の連続的な減少をもたらす

オルトケイ酸塩中の4:1
シリカ中の2:1

シリコンあたりの末端酸素数の減少

シリコン核あたりの電荷の減少

問題

重合度を高める順に以下の鉱物を配置します。, これを行うには、O/Si比を計算します（比が低いほど、構造がより重合します。

パイロフィライト、Al2Si4O10(OH)2
グルネライト、Fe7Si8O22(OH)2
スペッサルタイト、Mn3Al2Si3O12
バスタマイト、CaMn(SiO3)2

ガラス

酸性ケイ酸が非常に高温（~1700 0c）の基本的な酸化物と反応し、次にpolysilicateイオンが形作ると鉱物で見つけられる整然としたPolysilicateイオンのfomationを可能にするには余りにも急速に冷却される時。その結果、非晶質固体またはガラスが形成される。, ガラスは、明確な凝固点を有さないことが特徴である。
単純なガラスは、重炭酸ナトリウムと石灰岩（塩基性酸化物Na2OおよびCaOの供給源）と砂を溶融（融合）することによって作られる。このプロセスの間に、ケイ素酸素橋は壊れています。

特殊ガラスは、ガラス中の酸性および塩基性酸化物の組成を変更することによって作られています。

パイレックス(tm)ガラスは、熱衝撃に対して異常に耐性があります。それを10-25％B2O3にするために、酸性酸化物が構造に組み込まれる。,
カラーガラスは、基本的な酸化物成分の一部としてdブロック金属酸化物を組み込んでいます
酸化ストロンチウムの取り込みは、カラーテレビによっ

土壌化学

重合するポリシリケートイオンがシリコン当たりの電荷を減少させ、塩基度を低下させるという事実は、土壌化学において重要な結果をもたらす。,

鉱物のポリケイ酸アニオンがより塩基性であればあるほど、弱酸と反応して風化することがより容易になります。

雨水は硫黄および窒素酸化物のthaの不在下で分解されたCO2による幾分酸性です。
時間が経つにつれて、雨水はより少ないpolymerixedケイ酸塩アニオンと反応して、より高度に重合したケイ酸塩をもたらす架橋酸素で酸化物イオンを置き換える。酸化物は水分子として除去される。,
かんらん石のようなオルトケイ酸塩を大量に含む土壌は”若々しい”土壌です。彼らは最近マグマから結晶化したか、砂漠地域に存在しています。
風化の中間段階には、粘土などの層ケイ酸塩や一部の石英が大量に含まれています。これらの土壌は、草や木の覆いの下の温帯地域で見られる傾向があります。このような土壌は、非酸性植物栄養素K+の損失のために、新たに灌漑された土壌よりも肥沃ではない。, 層珪酸塩在中の土壌ではいまだに陽イオンを負に帯電した表面にできる工場として発売けるという仕組みが必要になる。これらの土壌は、まだかなり肥沃なトウモロコシと小麦の帯に見られます。

同型置換

ポリケイ酸イオンは、適切な陽イオンによって相殺されなければならない負電荷を有する。末端の酸素は負電荷の近くに充填された表面に近似する負電荷表面を有する。, ポリシリケートの負電荷を中和するために必要な陽イオンは、鎖または層の間の層、または3次元格子中に存在する四面体または八面体孔に位置する。
特定の形態のポリケイ酸塩に見られる陽イオンの種類は、”
1. 陽イオンの大きさ
2. 陽イオンの電荷
同じ電荷と非常に類似した半径を持つイオンのかなりの数のセットが存在するので、溶融マグマの冷却によって鉱物が形成されるときに、これらの一致したタイプのイオンのいずれかが別のものよりも好まれる理由はほとんどない。,
例えば、Mg2SiO4の理想的な組成を有するかんらん石は、同数のMg2+イオン（半径92pm）の代わりにFe2+（半径86pm）の同型部位の様々な割合を含むことができる。

同型置換の第一原理

ある陽イオンは、同一の電荷を有し、半径が10-20％以下で異なる場合、格子内の別の陽イオンを置き換えることができる。,

同型置換の第二の原則

同じサイズのイオンの場合、置換イオンの総電荷は置換イオンの総電荷と等しくなければなりません。各イオンは同一の電荷である必要はない。
同型置換は、ケイ酸塩中の可能な置換の数を増加させる。
例ほとんどのケイ酸塩鉱物中の陽イオンは広範囲に置換されており、ほとんどの元素に非経済的な鉱石を作ります。, 要素の対角関係があります(特に第二の期間で)要素に一つのグループ右と一つの期間ダウンテーブルの上にあります.
問題
ロイサイトK(AlSi2O6)の同型置換プロセスによって以下の鉱物のどれが生じる可能性がありますか？,
1. K(YSi2O6)
2. Rb(AlSi2O6)
3. Ba(BeSi2O6)
4. Ba(AlSi2O6)
ヒント:同型置換で観察されなければならないイオン化合物の二つの基本原則があります。
1. すべての陽イオンの総電荷は、すべての陰イオンの総電荷と等しくなければなりません。
2. 置換が同型であるためには、入る陽イオンの総数は、置換されるすべての陽イオンの総電荷とほぼ等しくなければならない。