Mineral de silice, oricare dintre formele de dioxid de siliciu (SiO 2), incluzând cuarțul, tridimitul, cristobalitul, coezitul, stishovitul, lechatelierita și calcedonia. S-au produs sintetic diverse tipuri de minerale de silice; unul este keatit.
Considerente Generale
Mineralele de silice reprezintă aproximativ 26 la sută din scoarța terestră în greutate și sunt pe locul doi doar la feldsparsele din abundența de minerale. Silica liberă apare în multe forme cristaline cu o compoziție foarte apropiată de cea a dioxidului de siliciu, 46,75 la sută în greutate fiind siliciu și 53,25 la sută oxigen. Cuarțul este de departe cea mai frecventă formă. Tridimitul, cristobalitul și opalul mineral de silice hidrică sunt neobișnuite, iar din câteva localități au fost raportate silice vitroase (sticloase), coezite și stishovite. Mai multe alte forme au fost produse în laborator, dar nu au fost găsite în natură.
Proprietati fizice si chimice
Structurile cristalografice ale mineralelor de silice, cu excepția stishovitei, sunt tablouri tridimensionale de tetraedre legate, fiecare constând dintr-un atom de siliciu coordonat de patru atomi de oxigen. Tetraedrele sunt de obicei destul de regulate, iar distanțele de legătură siliciu-oxigen sunt de 1,61 ± 0,02 Å. Diferențele principale sunt legate de geometria legăturilor tetraedrice, care pot provoca mici distorsiuni în interiorul tetraedrelor de silice. Presiunea înaltă obligă atomii de siliciu să se coordoneze cu șase atomi de oxigen, producând octaedre aproape regulate în structura stishovitei.
Mineralele de silice atunci când sunt pure sunt incolore și transparente și au o strălucire vitroasă. Sunt ne-conductori de electricitate și sunt diamagnetici. Toate sunt dure și puternice și nu reușesc prin fractura fragilă sub un stres impus.
Unele proprietăți fizice importante ale mineralelor de silice sunt comparate în tabel. Toate cu excepția tridimitului și coezitului scăzut (printre soiurile cristaline) au o simetrie relativ ridicată. Există o relație liniară între valorile specifice ale gravitației enumerate în tabel și media aritmetică a indicilor de refracție (măsuri ale vitezei luminii care este transmisă pe direcții cristalografice diferite) pentru mineralele de silice compuse din tetraedrele legate. Această relație nu se extinde la stishovit, deoarece nu este alcătuită din tetraedri de silice. Melanoflogitul este remarcabil, deoarece plasează sub silice vitroasă pe grafic. Gravitățile specifice ale mineralelor de silice sunt mai mici decât cele ale majorității mineralelor de silicat de culoare închisă asociate cu acestea în natură; în general, din acest motiv rocile de culoare mai deschisă au o gravitate specifică mai mică. Mineralele de silice sunt insolubile în ușor solubile în acizi puternici, cu excepția acidului fluorhidric, în care există o corelație între gravitatea specifică și solubilitatea.
Unele proprietăți fizice ale mineralelor de silice
| fază | simetrie | gravitație specifică | duritate |
|---|---|---|---|
| cuarț (alfa-cuarț) | hexagonal; trapezoedru trigonal | 2.651 | 7 |
| cuarț înalt (beta-cuarț) | hexagonal; trapez hexagonal | 2,53 la 600 de grade Celsius | 7 |
| tridimit scăzut | monoclinic? | 2.26 | 7 |
| înaltă tridimită | ortorombică | 2,20 la 200 de grade Celsius | 7? |
| cristobalit scăzut | tetragonal | 2,32 | 6-7 |
| înalt cristobalit | Izometrică | 2,20 la 500 de grade Celsius | 6-7 |
| keatite | tetragonal | 2,50 | ? |
| coesite | monoclinic | 2,93 | 7.5 |
| stishovite | tetragonal | 4,28 | ? |
| silice vitroasă | amorf | 2.203 | 6 |
| opal | slab cristalină sau amorfă | 1,99-2,05 | 5½-6½ |
