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I silicati

I silicati sono i minerali più abbondanti nel nostro pianeta dato che costituiscono circa il 75% dei minerali presenti sulla crosta terrestre.

In questo post vediamo come i silicati sono strutturati e come vengono classificati.

La struttura dei silicati

Il mattoncino fondamentale del reticolo cristallino dei silicati è lo ione silicato (SiO44- ) . Questo ione ha una forma tetraedrica, con al centro lo ione Si4+ e ai vertici quattro ioni O2-.

Questo tetraedro però non è elettricamente stabile: infatti la combinazione di quattro ioni ossigeno ( ognuno con due cariche elettriche negative) con uno ione silicio ( che ha quattro cariche elettriche positive) lo lascia con quattro cariche negative in più.

Per stabilizzarsi il tetraedro si deve legare con ioni positivi o deve mettere in comune i propri atomi d’ossigeno con altri tetraedri vicini.

I silicati vengono classificati in funzione della disposizione dei tetraedri. In particolare si tiene conto del numero di tetraedri legati tra loro e della loro disposizione spaziale.

tetraedro-silicati
Il tetraedro che costituisce la struttura fondamentale dei silicati

Silicati con tetraedri isolati: i nesosilicati

Nei nesosilicati nessun atomo di ossigeno fa da ponte tra tetraedri adiacenti.Tutte le cariche negative in eccesso nei tetraedri vengono occupate con ioni metallici positivi ( i più comuni sono ferro e magnesio).

I nesosilicati hanno un colore scuro e densità alta.

Data l’elevata densità si trovano maggiormente nel mantello che nella crosta terrestre. Dato che i tetraedri sono isolati, i nesosilicati hanno una struttura uniforme in tutte le direzione perciò sono minerali molto compatti. Per questa caratteristica, molti nesosilicati sono apprezzati come gemme.

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Struttura dei nesosilicati

Nesosilicati importanti sono l’olivina, i granati e gli zirconi.

Silicati con tetraedri a coppia: i sorosilicati

Sono silicati nei quali i tetraedri formano delle coppie con un vertice condiviso. L’epidoto è tra i sorosilicati più importanti.

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Struttura dei sorosilicati

Silicati con tetraedri ad anello: i ciclosilicati

Silicati ad anelli di tetraedri. Tre o più tetraedri formano una struttura ad anello grazie al fatto che ciascun tetraedro condivide due vertici. Il berillo e la tormalina sono ciclosilicati.

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Struttura dei ciclosilicati

Tetraedri a catena: gli inosilicati

Gli inosilicati sono dei silicati a catene di tetraedri. Possono essere a catena singola e a catena doppia.

Silicati a catena singola

I pirosseni sono inosilicati a catene singole, nei quali ciascun tetraedro condivide due atomi di ossigeno con due tetraedri adiacenti. Nella catena si hanno legami molto forti. Un esempio di silicato ad anello singolo è l’augite, appartenente alla famiglia dei pirosseni.

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Struttura degli inosilicati a catena singola

Silicati a catena doppia

In questi inosilicati i tetraedri condividono alternativamente due atomi e tre atomi di ossigeno con i tetraedri adiacenti. La doppia catena è data da una lunga sequenza di anelli esagonali che condividono due lati con gli anelli adiacenti.

I legami fra le doppie catene sono deboli quindi questi minerali sono facilmente sfaldabili. L’inosilicato a doppia catena più rappresentativo è l’orneblenda.

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Struttura degli inosilicati a catena doppia

Tetraedri a foglio: i fillosilicati

Nei fillosilicati ogni tetraedro condivide tre atomi di ossigeno con tre tetraedri adiacenti e hanno una struttura “a pastasfoglia”: i tetraedri sono disposti in piani paralleli.

La struttura del minerale è bilanciata elettricamente da ioni positivi posti fra i piani di tetraedri tendoli uniti con legami deboli. Perciò molti fillosilicati tendono a sfaldarsi in sottili lamine.

Le miche sono un gruppo importante di fillosilicati.

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Struttura dei fillosilicati

Silicati con tetraedri 3d: i tectosilicati

I tectosilicati hanno una struttura cristallina tridimensionale dove ogni atomo di ossigeno fa da ponte tra due tetraedri. La struttura cristallina dei tectosilicati è perciò omogenea. Tectosilicati sono il quarzo e i feldspati.

struttura-tectosilicati
Struttura dei tectosilicati

Se vuoi consultare minerali in maniera interattiva ti consiglio Mindat. Ogni minerale ha una pagina molto approfondita con foto, caratteristiche cristallografiche e molto altro!

Per finire ti voglio far vedere un divertentissimo video sulla classificazione dei silicati che ho trovato navigando su YouTube.

Approfondimenti

Per approfondire l’argomento trattato in questo post ti consiglio i seguenti testi:

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Antonio Nirta
Antonio Nirta
Ciao, mi chiamo Antonio Nirta e sono un geologo. Dopo aver conseguito la laurea presso l'Università di Pisa svolgo la libera professione. Con i post che pubblico in questo blog cercherò di trasmettere la mia passione per la geologia.

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