Silica-mineral, hvilken som helst af formerne for siliciumdioxid (SiO 2), inklusive kvarts, tridymit, cristobalit, coesit, stishovite, lechatelierit og chalcedony. Forskellige slags silicamineraler er fremstillet syntetisk; den ene er keatit.
Generelle overvejelser
Siliciummineraler udgør cirka 26 procent af jordens skorpe efter vægt og er kun andet end feldspadene i mineralforekomst. Fri silica forekommer i mange krystallinske former med en sammensætning meget tæt på siliciumdioxid, 46,75 vægtprocent er silicium og 53,25 vægtprocent ilt. Kvarts er langt den mest almindeligt forekommende form. Tridymit, cristobalite og det vandige silica-mineralopal er usædvanligt, og der er rapporteret om glasagtig (glasagtig) silica, coesite og stishovite fra kun nogle få lokaliteter. Flere andre former er blevet produceret i laboratoriet, men de er ikke fundet i naturen.
Fysiske og kemiske egenskaber
De krystallografiske strukturer af silica-mineraler, undtagen stishovite, er tredimensionelle opstillinger af sammenkoblede tetrahedroner, der hver består af et siliciumatom koordineret med fire oxygenatomer. Tetrahedronerne er normalt ret regelmæssige, og silicium-oxygenbindingsafstanderne er 1,61 ± 0,02 Å. Vigtigste forskelle er relateret til geometrien for de tetraedriske forbindelser, som kan forårsage små forvrængninger inden i silicatetrahedronerne. Højt tryk tvinger siliciumatomer til at koordinere med seks iltatomer, hvilket producerer næsten regelmæssige oktaeder i den stishovite struktur.
Når rene siliciumdioxider er farveløse og gennemsigtige og har en glasagtig glans. De er ikke-ledere af elektricitet og er diamagnetiske. Alle er hårde og stærke og mislykkes af skør brud under pålagt stress.
Nogle vigtige fysiske egenskaber af siliciumoxydmineraler sammenlignes i tabellen. Alle undtagen lav tridymit og coesit (blandt de krystallinske sorter) har relativt høj symmetri. Der er et lineært forhold mellem de specifikke tyngdekraftværdier, der er anført i tabellen, og det aritmetiske middelværdi af brydningsindekserne (måling af lyshastigheden, der transmitteres i forskellige krystallografiske retninger) for siliciumoxidmineraler sammensat af sammenkoblede tetrahedroner. Dette forhold strækker sig ikke til stishovite, fordi det ikke består af silicatetrahedroner. Melanophlogite er bemærkelsesværdig, fordi den plotter under glasagtig silica på grafen. Siliciumminerals specifikke tyngdekraft er mindre end de fleste af de mørke farvede silicatmineraler, der er forbundet med dem i naturen Generelt har de lettere farvede klipper lavere specifik tyngdekraft af denne grund. Silica-mineraler er uopløselige til sparsomt opløselige i stærke syrer undtagen flydende fluorsyre, hvor der er en sammenhæng mellem specifik tyngdekraft og opløselighed.
Nogle fysiske egenskaber ved silicamineraler
| fase | symmetri | specifik tyngdekraft | hårdhed |
|---|---|---|---|
| kvarts (alfa-kvarts) | sekskantede; trigonal trapezohedral | 2,651 | 7 |
| højkvarts (beta-kvarts) | sekskantede; hexagonal trapezohedral | 2,53 ved 600 grader Celsius | 7 |
| lav tridymit | monokline? | 2,26 | 7 |
| høj tridymit | orthorhombisk | 2,20 ved 200 grader Celsius | 7? |
| lav cristobalit | tetragonale | 2,32 | 6-7 |
| høj cristobalit | isometrisk | 2,20 ved 500 grader Celsius | 6-7 |
| keatite | tetragonale | 2.50 | ? |
| coesite | monokline | 2,93 | 7.5 |
| stishovite | tetragonale | 4.28 | ? |
| glasagtig silica | amorf | 2,203 | 6 |
| opal | dårligt krystallinsk eller amorf | 1,99-2,05 | 5½-6½ |
