Silikamineral, vilken som helst av formerna av kiseldioxid (SiO 2), inklusive kvarts, tridymit, cristobalit, coesit, stishovite, lechatelierit och chalcedon. Olika sorters kiseldioxidmineraler har producerats syntetiskt; en är keatite.
Allmänna överväganden
Kiseldioxidmineraler utgör ungefär 26 procent av jordens jordskorpa i vikt och är bara andra än fältspetsarna i mineralöverskott. Fri kiseldioxid förekommer i många kristallina former med en komposition mycket nära kiseldioxiden, 46,75 viktprocent är kisel och 53,25 viktprocent syre. Kvarts är den överlägset vanligaste formen. Tridymite, cristobalite och hydrous silica mineral opal är ovanliga och glasartade (glasartade) kiseldioxid, coesite och stishovite har rapporterats från endast ett fåtal orter. Flera andra former har producerats i laboratoriet men har inte hittats i naturen.
Fysiska och kemiska egenskaper
De kristallografiska strukturerna av kiseldioxidmineralerna, med undantag av stishovite, är tredimensionella matriser av länkade tetraedrar, var och en består av en kiselatom som koordineras av fyra syreatomer. Tetraederna är vanligtvis ganska regelbundna, och kisel-syrebindningsavstånden är 1,61 ± 0,02 Å. Huvudskillnader är relaterade till geometrin för de tetraedriska kopplingarna, vilket kan orsaka små snedvridningar inom kiseldioxid-tetrahedronerna. Högtryck tvingar kiselatomer att koordinera med sex syreatomer, vilket ger nästan regelbundna oktaeder i stishovitstrukturen.
Kiseldioxidmineralerna när de är rena är färglösa och transparenta och har en glasartad glans. De är icke-ledare av elektricitet och är diamagnetiska. Alla är hårda och starka och misslyckas av spröda sprickor under en påtagen stress.
Några viktiga fysiska egenskaper hos kiseldioxidmineralerna jämförs i tabellen. Alla utom låg tridymit och coesit (bland de kristallina varianterna) har relativt hög symmetri. Det finns ett linjärt förhållande mellan de specifika tyngdkraften som anges i tabellen och det aritmetiska medelvärdet för brytningsindex (mått på ljusets hastighet som överförs i olika kristallografiska riktningar) för kiseldioxidmineraler sammansatta av länkade tetraedrar. Detta förhållande sträcker sig inte till stishovite eftersom det inte består av silikatetraeder. Melanophlogite är anmärkningsvärd eftersom den plottar under glasartad kiseldioxid på grafen. Silikamineralernas specifika vikt är mindre än de flesta av de mörkfärgade silikatmineralerna i naturen; i allmänhet har de ljusare stenarna lägre specifik vikt av detta skäl. Kiseldioxidmineraler är olösliga till sparsamt lösliga i starka syror utom fluorvätesyra, där det finns ett samband mellan specifik vikt och löslighet.
Vissa fysikaliska egenskaper hos kiseldioxidmineraler
| fas | symmetri | Specifik gravitation | hårdhet |
|---|---|---|---|
| kvarts (alfa-kvarts) | hexagonal; trigonal trapezohedral | 2,651 | 7 |
| högkvarts (beta-kvarts) | hexagonal; hexagonal trapezohedral | 2,53 vid 600 grader Celsius | 7 |
| låg tridymit | monoklin? | 2,26 | 7 |
| hög tridymit | ortorombisk | 2.20 vid 200 grader Celsius | 7? |
| låg cristobalite | tetragonal | 2,32 | 6-7 |
| hög cristobalite | isometrisk | 2.20 vid 500 grader Celsius | 6-7 |
| keatite | tetragonal | 2,50 | ? |
| coesite | monoklinisk | 2,93 | 7,5 |
| stishovite | tetragonal | 4,28 | ? |
| glasartad kiseldioxid | amorf | 2,203 | 6 |
| opal | dåligt kristallin eller amorf | 1,99-2,05 | 5½-6½ |
