Polysilicates

Polysilicates são geochemically importante compostos formados pela reação do ácido óxido SiO2 (sílica) e básico de óxidos metálicos. Estes compostos possuem aniões de Oxo de silício definidos com ligações Si-O covalentes, mas não possuem o íon silicato SiO44-. Em vez disso, eles têm muitos átomos de oxigênio de 2 coordenadas ligando os átomos de silício em estruturas oligoméricas ou poliméricas. Em quase todos os silicatos, o silício tem um número de coordenação de 4.,o íon Ortossilicato, SiO44- o íon ortossilicato não está presente em uma grande variedade de minerais. É uma base muito forte que não vai persistir em solução aquosa. Na natureza, é encontrada em combinação com catiões ácidas em sais insolúveis.

Polissilicatos Oligoméricos

estruturas de silicato polimérico requerem oxigenos de ligação (2 coordenadas). A fim de dar espaço para um oxigênio de ponte, um óxido deve ser removido do Silício” receptor”.

O disilicato de íon é raro na natureza., Apenas pode ser encontrada no mineral raro Thortveitite, Sc2Si2O7. Estruturas maiores como trissilicato e tetrasilicato são extremamente rápidas.

Polissilícios cíclicos Oligoméricos

em vez de formar estruturas de cadeia aberta longa, as extremidades das cadeias irão ligar eliminando íons de óxido.

O íon Metasilicato é um oligômero do íon SiO32 desconhecido. Nestas estruturas cada silício possui dois átomos de ligação e dois terminais de oxigênio. Há densidade de carga a -2 por átomo de silício., Os polissilícios cíclicos mais comuns são os trimers cíclicos (SiO3)36-e os hexamers cíclicos (SiO3)612-.

O trímero cíclico é encontrado no mineral benitoite, BaTi(Si3O9.

cíclica de heramer é encontrado no mineral berilo, Be3Al2(Si6O18)

Cadeia de Polysilicates

Linear (1-D) polímeros da fórmula (SiO3)n2n – pode ser formado através de correspondência oxygens. Nestas estruturas há uma carga de -2 por átomo de silício., 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., Se esta ligação ocorrer em grupos SiO3 alternativos em cada cadeia, uma estrutura de cadeia dupla (Si4O11)N6N-resulta. Em tais estruturas há uma redução na carga e número de átomos de oxigênio por átomo de silício.Crocidolite, um mineral de amianto da fórmula na2fe5(OH)22, é um exemplo. Este mineral é de natureza fibrosa e tem propriedades resistentes ao fogo e ao calor que derivam da estrutura de cadeia longa do ânion.

folha de Polissilícios

quando a ligação lado-a-lado das cadeias é continuada indefinidamente, mais óxidos são eliminados e um polímero 2-D., Estes polímeros 2-D são chamados silicatos de folha e contêm o anião n4n. Os minerais que contêm esta estrutura são facilmente clivados em folhas finas.,

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)., Esta estrutura contém sílica de óxido não-carregada n, que já não é básica, mas sim um óxido ácido. Muitos minerais comuns contêm esta estrutura: quartzo, sílex, jasper, onyx, ametista, Citrina, Agato e calcedônia.,
Sucessivas de polimerização passos:

Resultar em redução sucessiva do Ó/Si átomo rácio

4:1 em orthosilicate
2:1 em sílica

Diminuição do número de terminais oxygens por silício

Diminuição no custo por silício núcleo

PROBLEMAS

Coloque o seguinte minerais, em ordem crescente de grau de polimerização., A fim de fazer isso, calcular a razão o/Si (quanto menor a razão, mais polimerizada a estrutura.

magnetita, Al2Si4O10(OH)2
grunerite, Fe7Si8O22(OH)2
spessartite, Mn3Al2Si3O12
bustamite, CaMn(SiO3)2

de Vidro

Quando ácida de sílica é reagido com óxidos básicos em temperaturas muito elevadas (~1700 0C) e em seguida é resfriado muito rapidamente para o polysilicate íons para permitir que o fomation da ordenada polysilicate íons encontrados em minerais para formar. O resultado é a formação de um sólido amorfo ou vidro., Os óculos são caracterizados por não ter um ponto de congelação definido.o vidro simples é feito por fusão (fusão) de areia com bicarbonato de sódio e calcário (fontes dos óxidos básicos Na2O e CaO). Durante este processo, pontes silício-oxigênio são quebradas.

Especialidade óculos são feitas, alterando a composição de ácidos e óxidos básicos no vidro.o vidro Pyrex ™ é invulgarmente resistente ao choque térmico. Para torná-lo 10-25% B2O3, um óxido ácido, é incorporado na estrutura.,os vidros coloridos incorporam óxidos de metal de bloco D como parte do componente básico de óxido a incorporação de óxido de estrôncio dá um vidro que absorve os raios x emitidos por aparelhos de TV a cores as qualidades óticas finas necessárias em lentes de câmera podem ser obtidas pela incorporação de La2O3
aprender mais sobre os óculos aqui e no site de recurso de vidro do Museu Corning.

química do solo

o fato de que íons polissilícios cada vez mais polimerizados têm cargas decrescentes por silício, o que resulta em baixa basicidade tem consequências importantes na química do solo.,quanto mais básico for o ânion polissilicato de um mineral, mais prontamente reagirá com ácidos fracos e sofrerá intempéries.
A água da chuva é algo ácida devido ao CO2 dissolvido mesmo na ausência de enxofre e óxidos de nitrogênio. ao longo do tempo, a água da chuva irá reagir com os ânions de silicato menos polimerizados para substituir iões de óxido por oxigénio em Ponte, produzindo um silicato mais altamente polimerizado. Os óxidos são removidos como moléculas de água.,

Solos que contêm grandes quantidades de orthosilicates tais como olivina são “jovem” solos. Eles são recentemente cristalizados a partir de magma ou presentes em uma região desértica.o estágio intermediário de meteorização tem grandes quantidades de silicatos de camada, tais como argila, bem como algum quartzo. Estes solos tendem a ser encontrados em regiões temperadas sob uma cobertura de grama ou árvores. Esses solos são menos férteis do que os solos desérricos recentemente irrigados devido à perda do nutriente vegetal não-ácido K+., Silicatos de camada presentes em solos intermediários ainda podem conter catiões em suas superfícies carregadas negativamente, que podem ser liberados como a planta precisa deles. Estes solos são encontrados nos cinturões ainda bastante férteis de milho e trigo.

substituição isomórfica

os íons Polissilícios têm cargas negativas que devem ser contrabalançadas por catiões apropriados. Os oxigenos terminais possuem superfícies carregadas negativamente que se aproximam de superfícies fechadas de carga negativa., Os catiões que são necessários para neutralizar a carga negativa do polissilício estão localizados nas camadas entre as cadeias ou camadas ou nos buracos tetraédricos ou octaédricos presentes na estrutura 3-D.
Os tipos de catiões encontrado em uma forma particular de polysilicate vai depender de”

o tamanho dos catiões
o custo dos catiões

Desde muito poucos conjuntos de íons existem que têm a mesma carga e muito semelhante raios, há pouca razão para que um desses correspondentes tipos de íons para ser o preferido em cima do outro quando um mineral é formado no resfriamento de magma derretido.,
Por exemplo, olivina, que tem uma composição ideal de Mg2SiO4, podem conter diferentes porcentagens de isomorphous subtitution de Fe2+ (raio 92 pm) no lugar de um número igual de Mg2+ íons (raio 86 pm).

o Primeiro Princípio da Isomorphous Subsititution

Um cátion pode ser um substituto para outro em uma rede se eles têm encargos idênticos e diferentes em raios por não mais do que 10 a 20%.,

Segundo Priciple de Isomorphous de Substituição

Para íons de mesmo tamanho, a carga total da substituição de íons deve ser igual a carga total do substituído íons. Cada íon não precisa ser de carga idêntica. a substituição isomórfica aumenta o número de possíveis substituições em silicatos.examples the cations in most silicate minerals are extensively substituted which makes non-economic ores for most elements., Há relações diagonais de elementos (especialmente no segundo período) para os elementos um grupo à direita e um período Abaixo na tabela.

PROBLEMAS

Qual dos seguintes minerais pode surgir por isomorphous substituição de processos de leucite, K(AlSi2O6)?,existem dois princípios fundamentais de compostos iônicos que devem ser observados em substituição isomórfica: a carga total de todas as catiões deve igualar a carga total de todas as aniões.

Para que a substituição seja isomórfica, o número total de catiões que entram deve ser aproximadamente igual à carga total de todas as catiões sendo substituídas.