silicati

Clasa silicai

14. CLASA SILICAI14.1 Caractere generale

Si este al doilea element ca abundenta in scoara terestr dup O, iar legtura Si-O este mai puternica dect legtura dintre O si oricare alt element. De aceea silicaii sunt constituenii majoritilor rocilor, participnd n proporie de 95% la alctuirea scoarei terestre.Legtura Si-O poate fi abordat cu ajutorul modelelor ionic i covalent.

a) Modelul ionic presupune existena ionilor Si4+ i O2- apropiai prin fore electrostatice nedirecionate. Ionii de O2- au tendina de a se mpacheta compact si de a-i satisface sarcinile negative prin cationi Si4+ i ali cationi poziionai n interstiiile mpachetrii compacte. Acest model ofer o bun aproximare a legturii Si-O:- unii silicai prezint o densitate apropiat de cea a mpachetrii compacte, respectnd coordinarea cationilor calculat din raportul rcat/ran;

- raportul razelor ionice ale Si4+ i O2- anticipeaz coordinarea tetraedric a Si de ctre O:

(cuprins ntre 0,225 i 0,414)Acest model nu poate explica d(Si-O)=1,62 (suma razelor ionice este 1,81).

b) Modelul covalent presupune ntreptrunderea orbitalilor atomilor de Si i O. Atomul de Si, cu configuraia stratului de valen 3s23p2 se hibridizeaz sp3, prezentnd 4 orbitali sp3 n configuraie tetraedric. Un astfel de atom se leag de patru atomi de O, formnd tetraedrul SiO4. Acest model explic:- configuraia tetraedric a grupului SiO4;

- unghiul de legtur O-Si-O care este deviat foarte puin de la valoarea ideal a unghiului tetraedric 10930'.Nu poate explica d(Si-O)=1,62 (suma razelor covalente 1,81).

Nici unul dintre modele prezentate nu poate explica total legtura Si-O; se accept n general o legtur intermediar cu 50% ionicitate. Descrierea structurilor silicailor din acest curs va urmri n general aspecte pur geometrice, nelund n consideraie un model sau altul dintre cele prezentate, astfel nct denumirile de ion/atom se vor folosi arbitrar, fr a lua n considerare particulariti ale legturii Si-O. Se vor utiliza totui razele ionice ale cationilor pentru a putea explica substituiile elementelor n structur.

Tetraedrul SiO4. S-a observat faptul c n toate structurile silicailor sunt prezente grupuri SiO4, fapt ce a determinat s fie individualizat o unitate structural comun tuturor silicailor: tetraedrul [SiO4]. Acesta este constituit dintr-un atom central de Si coordinat tetraedric de 4 atomi de O. (fig. 14.1)Lund n consideraie tetraedrul [SiO4] individual, forma sa este definit de legtura Si-O i de unghiul de legtur O-Si-O. Pentru nelegea structurilor silicailor este necesar s vedem ct de rigid este acest tetraedru, adic n ce msur l-ar putea deforma atomii aflai n vecintatea lui structural. Dimensiunile tetraedrului SiO4 au fost determinate pentru multe structuri ale silicailor prin difracie neutronic i de raze X, ajungndu-se la urmtoarele concluzii:1. Cel mai frecvent d(Si-O)= 1,62. Cationii din jurul tetraedrelor atrag i ei atomii de O din vrfurile tetraedrelor, astfel nct pot slbi legturile Si-O. Rezult c va exista o modificare a d(Si-O) care va reflecta tria legturilor Si-O. Distanele msurate n diferite structuri au artat c d(Si-O) = 1,60-1,64, fapt ce demonstrez c dimensiunea tetraedrului [SiO4] variaz funcie de conjunctura sa structural, dar foarte puin; putem considera astfel tetraedrul [SiO4] comportndu-se relativ rigid n cadrul modificrilor structurale.2. Atunci cnd dou tetraedre se leag ntre ele printr-un atom de O (notat simbolic Oleg), unghiurile i distanele interatomice sunt puin diferite:

- d(Si-Oleg) = d(Si-O) + 0,025,

- unghiul Oleg-Si-O < unghiul O-Si-O.Aceasta demonstreaz deplasarea atomului de Si din centrul tetraedrului dinspre Oleg datorit repulsiei reciproce a atomilor de Si.

3. Cnd tetraedrele se leag prin coluri, unghiul Si-Oleg-Si (notat ) definete orientarea relativ a tetraedrelor legate (fig. 14.2). = 120-180 i depinde de vecintatea tetraedrului, de presiune i temperatur.Din aceste observaii rezult faptul c tetraedrul [SiO4] este relativ rigid, adic sufer modificri neglijabile la variaiile presiunii, temperaturii i a vecintii structurale. Tetraedrele [SiO4] legate ntre ele i pot modifica poziia relativ () pentru a se adapta variaiilor structurale.Substituia Si-Al este un proces frecvent la silicai, determinnd existena n structur a tetraedrelor [AlO4] care joac un rol structural similar tetraedrelor [SiO4]. Dimensiunea tetraedrului [AlO4] este mai mare dect dimensiunea tetraedrului [SiO4] deoarece d(Al-O) = 1,75 (>1,62). n cazul n care ntr-o structur se leag tetraedre [SiO4] cu tetraedre [AlO4], diferena lor dimensional este nsoit de o modificare a unghiului (unghiul T-Oleg-T, T = Si, Al).Msurarea energiei poteniale a legturilor T-O-T au artat faptul c energia de legtur Al-O-Al > energia legturilor Al-O-Si. Rezult de aici c perechea de tetraedre [SiO4]-[AlO4] este mai favorabil energetic dect perechea [AlO4]- [AlO4]. Concluzia acestor determinri este aceea c, ntr-o succesiune de tetraedre de Al i Si legate ntre ele, un tetraedru [AlO4] tinde s se lege de un tetraedru [SiO4] i nu de un tetraedru [AlO4]. Acest principiu al evitrii aluminiului joac un rol important n ordonarea Al i Si n poziiile tetraedrice la alumosilicai (ex: feldspai).14.2 Clasificarea silicailor

Tetraedrul [SiO4] reprezint unitatea structural de baz a silicailor. n structurile silicailor, aceste tetraedre pot fi izolate sau legate ntre ele, formnd scheletul silicatic. Pentru descrierea acestuia vom ine seama de cteva reguli:- tetraedrele se leag doar prin coluri;

- un atom de O poate fi legat de maximum doi atomi de Si dou tetraedre i pun n comun doar un vrf;

- sarcina [SiO4] este 4+.

Dei compoziia chimic a silicailor este foarte complex, s-au observat doar cteva moduri de combinare (polimerizare) a tetraedrelor [SiO4] pentru a forma scheletul silicatic. Aceste moduri posibile de polimerizare stau la baza clasificrii silicailor (tab. 14.1, fig. 14.3). Principalele subclase ale silicailor vor fi caracterizate prin anumite uniti structurale rezultate din polimerizarea tetraedrelor [SiO4]. Tetraedrul [SiO4] poate fi considerat astfel drept unitatea structural de baz care ncadreaz un mineral n clasa silicai, n timp ce unitatea structural rezultat prin polimerizarea tetraedrelor ncadreaz mineralul n una dintre subclase. Aceast unitate structural se reflect n forma gruprii anionice (raportul Si:O).Tabel 14.1 Clasificarea silicailorSubclasaUniti structurale caracteristice

(Polimerizarea tetraedrelor)Raportul Si:OGruparea anionicExemple

Nezosilicai(Orthosilicates)tetraedre izolate, legate indirect prin intermediul cationilor1:4[SiO4]n4n-ForsteritMg2[SiO4]

Sorosilicai(Sorosilicates)perechi de tetraedre legate printr uhn col2:7[Si2O7]n6n-RankinitCa3[Si2O7]

Nezo-sosrosilicai(Ortho-sorosilicates)tetraedre izolate i perechi de tetraedre3:11([SiO4][Si2O7])n10n-ZoizitCa2Al2[SiO4][Si2O7]

Ciclosilicai(Ring Silicates)inele de tetraedre

cel puin trei tetraedre legate prin coluri1:3[SiO3]n2n-BerilBe3Al2[Si6O18]

Inosilicai(Chain Silicates)

a) Piroxeni

Piroxenoizi

b) Amfibolilanuri tetraedrice infinite:

a) simple tetraedre legate prin cte un vrfb) duble din tetraedre legate prin cte un vrf i prin dou vrfuri1:3

[SiO3]n2n-

4:11

[Si4O11]n6n-EnstatitMg2Si2O6Antofilit

Mg7[Si4O11]2(OH)4

Filosilicai(Sheet Silicates)reele tetraedrice bidimensionale tetraedre legate ntre ele prin vrfuri2:5

[Si2O5]n2n-TalcMg6[Si8O20](OH)4

Tectosilicai(Framework Silicates)carcase tetraedrice tridinensionale tetraedre legate prin toate colurile1:2

[SiO2]0CuarSiO2

n tabelul 14.1, gruprile anionice sunt descrise pentru cazul n care toate tetraedrele sunt ocupate de Si. Dac n structura unui silicat exist alturi de tetraedrele [SiO4] i tetraedre [AlO4], raportul Si:O va fi nlocuit de raportul (Al+Si):O, iar gruparea anionic va conine att Si ct i Al.

Exemplu: albitul Na[AlSi3O8] se poate scrie Na[Z4O8], unde Z = Al, Si. Rezult raportul (Al+Si):O=1:2, ceea ce arat apartenena albitului la subclasa tectosilicai.

La unele minerale, exist Al att n poziii tetraedrice, ct i n afara tetraedrelor. Al din afara tetraedrelor se va scrie deci n exteriorul gruprii anionice. Exemplu: muscovit K2Al4[AlSi3O10]2(OH)4.14.3 Subclasa NezosilicaiCaractere generale:- unitatea structural caracteristic: tetraedrul [SiO4];- gruparea anionic: [SiO4];- Al nu substituie Si n poziiile tetraedrice.ClasificareGrupa olivinei

ForsteritMg2[SiO4]

FayalitFe2[SiO4]

TefroitMn2[SiO4]

Grupa zirconului

ZirconZr[SiO4]

ThoritTh[SiO4]

Grupa granailor

Seria piralspitelorPirop

Mg3Al2[SiO4]3

Almandin

Fe3Al2[SiO4]3

Spessartin

Mn3Al2[SiO4]3

Seria ugranditelorUvarovit

Ca3Cr2[SiO4]3

Grossular

Ca3Al2[SiO4]3

Andradit

Ca3Fe2[SiO4]3

Grupa topazului

TopazAl2[SiO4](OH, F)2

Grupa silicailor de Al

Sillimanit

Al2[SiO4]O

Andaluzit

Al2[SiO4]O

Disten

Al2[SiO4]O

Grupa staurolituluiStaurolitFeAl4[SiO4]2O2(OH)2

Grupa sfenului

Sfen

CaTi[SiO4](O, OH, F)14.3.1 Grupa olivineiConine minerale cu formula general: M22+[SiO4] cu Z=4, unde M = Mg, Fe2+, Mn2+, Ca.Cationii divaleni se pot substitui reciproc n reea, determinnd existena unor soluii solide. Cea mai important este soluia solid continu izotip Forsterit-Fayalit (seria olivinei) (Mg, Fe)2[SiO4] n care Mg i Fe se pot substitui reciproc n orice proporie. Grupul spaial: Pbnm.Structura mineralelor din seria olivinei este descris de arhetipul forsterit Mg2[SiO4]. n reprezentarea cu atomi i tetraedre SiO4 (fig. 14.4a) se observ c tetraedrele [SiO4] formeaz iruri paralele cu axul z i axul x, toate tetraedele unui ir avnd orientare comun. Exist dou tipuri de poziii cationice: M1 ntre tetraedele unui ir paralel cu axele z sau x (volum mai mic) i M2 ntre irurile tetraedrice (volum mai mare).n reprezentarea cu poliedre de coordinare din fig 14.4b:- M1 i M2 coordinate octaedric de 6 atomi de O octaedre M1O6 i M2O6;

- lanuri de octaedre M1O6 i lanuri de octaedre M2O6 dispuse n direcia axului c legtura octaedrelor prin muchii;

- cele dou tipuri de lanuri se leag ntre ele prin muchiile octaedrelor componente;- tetraedrele SiO4 sunt poziionate ntre lanurile octaedrice, fiind legate de acestea prin muchii i vrfuri;

- octaedrele M2O6 au dimensiuni mai mari i sunt deformate.

Celula elementar: a0 = 4,756, bo = 10,195, c0 = 5,881

Influena variaiei temperaturii, presiunii i compoziiei asupra structurii forsterituluiCreterea temperaturii determin creterea volumelor octaedrelor de coordinare (tetraedrele SiO4 sunt relativ rigide).

Creterea presiunii determin scderea volumelor octaedrelor de coordinare.

Natura cationului. Dac n structura forsteritului se substituie o parte din Mg cu Fe2+, diferena lor dimensional minim (; ) va determina distribuia statistic n poziiile cationice M1 i M2, rezultnd astfel o structur dezordonat. Astfel exist posibilitatea substituiei nelimitate Mg-Fe i n consecin formarea unei soluii solide continue ntre forsterit i fayalit (seria olivinei). Toi termenii acestei serii vor prezenta structura de tip forsterit; parametrii celulei elementare i distanele interatomice vor varia cu compoziia.Dac n acest tip de structur se substituie o parte din Mg cu Ca (, mult mai mare), cei doi cationi vor tinde s ocupe poziii specifice: Mg poziiile M1 (volum mai mic), iar Ca poziiile M2 (volum mai mare). Aceast distribuie va determina ordonarea structurii i implicit scderea simetriei. Mineralul rezultat: monticellit CaMg[SiO4]Chimism i genez

Formarea olivinei prin procesul de cristalizare magmatic poate fi examinat n cadrul sistemelor forsterit-fayalit i forsterit-silice.

1. Sistemul binar forsterit (Fo) fayalit (Fa) (fig. 14.5). Termenul de temperatur ridicat este forsteritul (1890C) i cel de temperatur joas este fayalitul (1205C).

Cristalizarea pentru un termen cu compoziie intermediar se produce ntr-un interval de temperatur T1-T2. Cnd, la scderea temperaturii, este atins curba liquidus, primele cristale care se formeaz dintr-o topitur A au compoziie mai bogat n Mg dect compoziia de la care s-a plecat, i anume o compoziie A. Dac temperatura scade lent de la T1 la T2, procesul de cristalizare are loc la echilibru i, cristalele mai bogate n Fo care se formeaz au timp s reacioneze prin schimb de ioni cu topitura mai srac n Mg (sistemul nu are schimb de substan cu exteriorul). n finalul cristalizrii compoziia cristalelor ca i cea a topiturii se apropie de cea a topiturii iniiale A. Dac ns rcirea se produce rapid, schimbul de ioni cristal-topitur nu mai este posibil i cristalele formate vor prezenta zonaliti, cu nucleul mai bogat n Fo i periferia mai bogat n Fa.2. Sistemul forsterit-silice (fig. 14.6) este un exemplu de sistem eutectic cu compus incongruent. Dac iniial compoziia topiturii este saturat n silice, la nceputul procesului de cristalizare primele cristale vor fi cele de forsterit. La o anumit temperatur acestea vor reaciona cu topitura conform reaciei:Mg2[SiO4] + SiO2 = 2Mg[SiO3]

forsterit silice enstatit

fig 14.5+14.6n funcie de cantitatea total de silice aflat n sistem, forsteritul se poate consuma n reacie parial sau total, astfel nct n final asociaia mineral va fi alctuit din: forsterit+enstatit, enstatit sau enstatit+silice. Ca rezultat direct al acestui proces de cristalizare este incompatibilitatea chimic dintre olivin i cuar. Olivinele pot fi deci ntlnite exclusiv n roci subsaturate n silice (lipsite de cuar).Proprieti fizice. Habitusul este prismatic tabular. Structura compact determin duritatea ridicat (6 ), i clivajul slab dup i . Chimismul variabil determin variaia greutii specifice i a indicilor de refracie care cresc cu coninutul de Fe.Transformri

Un prim tip de transformri suferite de olivine au loc chiar la nceputul cristalizrii magmatice. Aa cum s-a artat, olivina reacioneaz cu topitura, formnd piroxenul feromagnezian, enstatitul. Sunt cunoscute structurile de reacie ngheate-cristale de olivin cu coroan de piroxen sau relicte de olivin n piroxen, cristale izolate de olivin, cu aspect tipic de smbure de mslin, corodate de magm.Un al doilea tip de transformri se desfoar ca efect al influenei fluidelor hidrotermale. De exemplu, forsteritul poate reaciona cu apa cu formare de serpentine:

Mg2[SiO4] + 3H2O = Mg3[Si2O5](OH)4 + Mg(OH)2forsterit apa serpentina brucit

Fierul aflat n compoziia olivinei este eliberat n urma unei astfel de reacii i fixat sub form de oxizi de fier. Sunt cunoscute structurile celulare ale serpentinitelor, roci formate pe seama unor roci iniial bogate n olivin, n care serpentina pseudomorfozeaz cristalele granulare de olivin, iar piroxenii de fier se plaseaz la limita dintre cristale sau pe fisurile acestora.14.3.2 Grupa granailor

Formula general: A32+B23+[SiO4]3, cu Z=8 A2+: Ca, Mg, Fe, Mn; B3+: Al, Fe, Cr

Conine minerale izotipe Ia3d

Clasificare:seria piralspitelorpirop

Mg3Al2[SiO4]3(B=Al)

almandin

Fe3Al2[SiO4]3spassartin

Mn3Al2[SiO4]3seria ugranditeloruvarovit

Ca3Cr2[SiO4]3(A=Ca)

grossular

Ca3Al2[SiO4]3andradit

Ca3Fe2[SiO4]3Structura este descris de arhetipul pirop Mg3Al2[SiO4]3. ntr-o reprezentare cu poliedre de coordinare (fig.14.7) se poate observa c Mg este coordinat de 8 atomi de O, rezultnd un poliedru numit dodecaedru trigonal MgO8, iar Al este coordinat octaedric de 6 atoni de O.

Structura vzut din direcia axului 4: lanuri formate din octaedre SiO4 i octaedre AlO6 legate prin vrfuri, orientate n direcia axelor 4 un edificiu poliedric tridimensional n spaiile cruia sunt poziionate dodecaedrele trigonale MgO8 legate prin muchii de tetraedre i octaedre.Celula elementar: a0 =11,46

Influena variaiei temperaturii, presiunii i compoziiei asupra structurii piropuluiCreterea volumelor octaedrice i dodecaedrice ca urmare a creterii temperaturii sau a razelor cationice care determin rotaia relativ a tetraedrelor [SiO4]. Cu ct creterea acestor volume este mai mare, cu att rotaia tetraedrelor va fi mai mare. Dac ntr-un granat cu structura piropului coexist Ca cu cationi de raze mai mici (Mg, Fe, Mn), se manifest tendina de ordonare structural: Ca va ocupa poziii dodecaedrice cu volum mai mare. La anumite procente de substituie scade simetria (tetragonal), aceasta putnd explica unele dintre anomaliile optice (anizotropie) observate la granai.Chimism

Proprieti fizice. Habitusul este izometric, iar trachtul este dominat de dodecaedrul romboidal i/sau trapezoedru . Duritatea este ridicat, clivajul lipsete, iar greutatea specific este ridicat. Culoarea la granaii piralspitici este pe diferite tonuri de rou, iar la cei granditici pe tonuri galben-brun-verzui. Uvarovitul are culoarea specific verde strlucitor. Cnd sunt transpareni, nefisurai i nealterai, granaii pot fi ntrebuinai ca pietre preioase.14.3.3 Grupa silicailor de Al

Cuprinde trei minerale cu formula chimico-structural Al2O[SiO4] cu Z=4

Sillimanit

Pbnm

Andaluzit

Pnnm

Disten (kyanit)P

Structur i stabilitate (vezi polimorfism) Proprieti fizice. Habitusul este lung prismatic, pn la acicular (sillimanit), cu un tracht dominat de fee de prism i pinacoid. Clivajul este bun dup la sillimanit, bun dupa i slab dup la andaluzit i perfect dup , bun dup i distinct dup la disten. Duritatea este cuprins ntre 6 i 7 la andaluzit i silimanit. La disten se distinge o variaie destul de mare a duritii pe faa (100): 4-5 paralel cu axul z i 6-7 paralel cu axul y. Culoarea este cenuiu deschis la silimanit, variabil la andaluzit (incolor, cenuiu, galben, roz, rou, verde) i albastru la disten.14.4 Subclasa SorosolicaiSoros (gr.) = adunare, pereche (sorosilicates, disilicates)

Si:O = 2:7 [Si2O7]6- grupri suplimentare (OH), molecule H2O

HemimorfitZn4[Si2O7](OH)2H2O

Imm2Lawsonit

CaAl2[Si2O7](OH)2H2OC2221

14.5 Subclasa Nezo-sorosilicai

([SiO4] [Si2O7])10-

Zoizit

Ca2Al3O[SiO4][Si2O7](OH)

Pnma

Grupa epidotului:ClinozoizitCa2Al3O[SiO4][Si2O7](OH)

P21/mEpidot

Ca2(Fe3+,Al)Al2O[SiO4][Si2O7](OH)

P21/mPiemontit

Ca2(Mn3+,Fe3+,Al)Al2O[SiO4][Si2O7](OH)P21/m

14.6 Subclasa CiclosilicaiKyklos (gr.) = cerc;Ringsilicates, ring = cercPolimerizarea tetraedrelor inele cu numr diferit de tetraedre.

Si:O = 1:3 [SiO3]n2n-, combinaii posibile n=3BenitoitBaTi[Si3O9] n=4Papagoit Ca2Cu2Al2Si2O12(OH)6 - rar

n=6 - mai frecvent

Beril

Be3Al2[Si6O18]

P6/mccIndialit(Mg, Fe)2Al3[AlSi5O18]nH2OP6/mcc(distribuie dezordonat a Al i Si n poziiile tetraedrice)Cordierit(Mg, Fe)2Al4Si5O18nH2O

Cccm(distribuie ordonat a Al i Si n poziiile tetraedrice)

Sunt considerai tectosilicai cu formula chimico-structural (Mg, Fe)2[Al4Si5O18] deoarece Al apare doar n coordinare tetraedric (poziia T).Raportul T:O=(4+5):18=1:2 [TO2]9

Beril Be3Al2[Si6O18]

[SiO3]6coordinareaBeO4- octaedre

AlO6- tetraedre

Inelele [Si6O18] strate paralele cu

ntre aceste strate se intercaleaz strate de atomi de Be i Al, n direcia axului c alternan de inele SiO6 i poliedre cationice BeO4 i AlO6.Vzute din direcia axului c, inelele din strate diferite au centrele dispuse pe un ax de ordinul 6 sistem hexagonal P6/mcc.Aceast dispoziie arat existena unor canale paralele cu axul c care pot fi ocupate cu ioni, atomi sau molecule neutre: (OH)-, H2O, F, He, Rb, Cs, Na, rezultnd substituii interstiiale (vezi soluii solide).Proprieti fizice: tracht , ; clivaj slab alternana stratelor de atomi, legturi mai slabe; culoarea variabil: aquamarin-verde; margarit-roz deschis-nchis; smarald-verde nchis, transparent; beril auriu-galben auriu; (pietre preioase, duritate ridicat 71/2 - 8).Genez: pegmatite i granite de obicei aluviuniOcuren n Romnia: pegmatite (Rzoare, Mas. Gilu).

Cordierit (Mg, Fe)2Al4Si5O18nH2O

Mg, Fe poziia Al de la beril coordinare 6 (octaedric)

Al poziia Be de la beril coordinare 4 (tetraedric)

- substituie Si din inel coordinare 4 (tetraedric)Inelele tetraedrice sunt ocupate de Al i Si [AlSi5O18]nH2O (Mg, Fe)2Al3[AlSi5O18]nH2O[AlSi5O18] Al:Si = 1:5

Distribuia dezordonat a Al i Si n inele arat o simetrie asemntoare berilului, P6/mcc, modificri de temperatur ridicat: indialit.Ordonarea Al i Si duce la scderea simetriei: Cccm (cordierit de temperatur sczut).

H2O ocup canale paralele cu axul c.

Deoarece Al are coordinare 4, (Mg, Fe)2Al4Si5O18nH2O, 9:18 = 1:2 tectosilicai (tetraedre legate prin toate colurile)Genez: roci metamorfice de contact (corneene), metamorfism regional orogenic (Mg, Fe, Al, Si).Turmalina (Na, Ca)(Li, Mg, Al)3 (Al, Fe3+, Mn)6 (BO3)3[AlSi5O18](OH, F)4- inele hexagonale

- intervenia celor 3 grupri (BO3) scderea simetriei R3m.

Proprieti fizice: tracht ; culoarea depinde de chimism: schrl-neagr (Fe)- cea mai comun; dravit-brun (Mg); rare- cu Li elbait (Na) i liddicoatit (Ca), colorate deschis; foarte rar, incolor-adroit, pietre preioase: roz-rubinit, albastru- indicolit (duritatea 7-7 ).Genez: pegmatite granitice (neagr), roci magmatice i metamorfice (mineral accesoriu), aluviuni.

Ocuren n Romnia: pegmatite: Rzoare, M-ii Lotrului, Retezat, Mehedini, Semenic, M-tele Mare; roci metamorfice: M-ii Fgra, Cibin, Parng, Semenic, Mcin; roci magmatice: Turcoaia, Ditru.

14.7 Subclasa Inosilicai

Polimerizarea tetraedrelor [TO4] determin formarea unor lanuri tetraedrice infinite simple sau duble.14.7.1 Inosilicai cu lanuri simple

Polimerizarea tetraedrelor [TO4] (T=Si, Al): orice tetraedru are doi atomi de O legai la alte dou tetraedre i doi atomi de O neimplicai n legturile tetraedrice. Lanurile tetraedrice simple se leag lateral prin cationi n coordinare 6 sau 8. Flexibilitatea lanurilor simple asigur o configuraie geometric stabil pentru o gam larg de cationi i pentru un domeniu larg de presiune i temperatur.Lanul simplu este definit de unitatea de periodicitate (numrul minim de tetraedre din unitatea asimetric care genereaz lanul prin translaie) (fig.14.18) care poate fi:2 grupul piroxenilor;

>2 grupul piroxenoizilor.

14.7.1.1 Piroxenii

Formula general M2M1[(Si, Al)2O6] (M2 i M1 poziiile cationice din structur)

Caractere structurale:

Lanul tetraedric este orientat paralel cu axul c ; unitatea de periodicitate a lanului este 2 raportul T:O=2:6 gruparea anionic [T2O6] cu cazul particular [Si2O6]4- pentru T=Si. Parametrul c0 al celulei elementare este dat de lungimea a dou tetraedre: ~5,2 pentru toi piroxenii. n structura idealizat a piroxenilor (fig. 14.11) se poate observa c tetraedrele au vrfirile orientate n acelai sens.Structura ideal a piroxenilor vzut din direcia axului c : lanurile alturate au vrfurile tetraedrelor orientate n sens opus n direciile axelor a i b; cationii ocup dou poziii specifice:-M1 ntre vrfurile tetraedrelor din dou laturi alturate n direcia axului a;

- volume mai mici;

- coordinare octaedric (6);

-M2 ntre bazele tetraedrelor din dou laturi alturate n direcia axului a;

- volume mai mari; - coordinare octaedric (6) sau dodecaedric trigonal (8).

Octaedrele cationice se leag ntre ele prin muchii formnd lanuri orientate n direcia axului c acestea fac legtura dintre lanurile tetraedrice.Exemplu: structura jadeitului NaAl[Si2O6]: Na (poziia M2) i Al (poziia M1) n coordinare 6, octaedric lanuri octaedrice M1O6 paralele cu axul c n care se poziioneaz octaedrele M2O6. (fig. 14.13)Adaptarea structurii piroxenilor la modificrile de T, P i compoziie. Configuraia lanului tetraedric depinde de volumele poliedrelor cationice M1. Acestea cresc cu creterea razei cationilor care le ocup, cu creterea temperaturii i scderea presiunii. La cretea volumelor octaedrelor, pentru meninerea legturilor dintre tetraedre i octaedre, lanul tetraedric se ntinde. La scderea volumelor octaedrelor, lanul tetraedric se muleaz dup lanul octaedric, micorndu-i lungimea. Aceast adaptare se realizeaz prin rotirea relativ a tetraedrelor vecine, meninndu-se periodicitatea 2; rezult astfel lanuri rotite tip O (prin rotirea convergent a tetraedrelor vecine) sau lanuri rotite tip S (prin rotirea divergent a tetraedrelor vecine) ( fig.14.14). Aceast calitate a lanului tetraedric de a se adapta modificrilor de volum ale poliedrelor cationice face posibil stabilitatea structurii piroxenilor ntr-un domeniu larg de presiune, temperatur i compoziie.

Modelul structural descris cu grupuri t-o-t (module I). Legturile cele mai puternice dintre lanurile tetraedrice se realizeaz prin intermediul cationilor M1. Se poate defini astfel un grup structural t-o-t format din dou lanuri tetraedrice legate prin cationi M1 (fig. 14.15) ce se mai numete modulul I datorit asemnrii cu litera I. Reprezentarea structurilor piroxenilor folosind aceste module structurale (fig. 14.16) permite comparaii structurale ntre diferii piroxeni i ntre piroxeni i alte grupe de minerale (amfiboli, filosilicai).

Clasificare dup simetrie

- piroxeni monoclinici (clinopiroxeni) C2/c sau P21c

- piroxeni rombici (ortopiroxeni) Pbca

Chimism Ocuparea poziiilor M1 i M2:

- cationi cu raze mari: Li, Na, Ca; coordinare 6 sau 8; M2

- cationi cu raze medii i mici: Mg, Fe2+, Mn2+ (M2 + M1), Fe3+, Al3+, Ti4+ (M1); coordinare 6; M1 i M2Termeni importani din grupa piroxenilor

M2=Li; M1=Al

Spodumen LiAl[Si2O6]

C2/cM2=Na; M1=Al

Jadeit NaAl[Si2O6]

C2/c M1=Fe3+ Egirin NaAl[Si2O6]

C2/c

M2=Ca; M1=Mg

Diopsid CaMg[Si2O6]

C2/c M1=Fe2+ Hedenbergit CaFe[Si2O6]

C2/c M1=Mn

Johannnsenit CaMn[Si2O6]C2/c

M2=M1=Mg

Enstatit Mg2[Si2O6]

Pbca Piroxeni de Mg i Fe

Soluii solide:Augit (Ca, Na)(Mg, Fe2+, Fe3+, Ti4+, Al)[(Si, Al)2O6]

C2/cPigeonit (Mg, Fe2+, Ca,)(Mg, Fe2+)[Si2O6]

P21/c14.7.1.2 PiroxenoiziiFormula general: M2+[SiO3]; M=Ca, Fe, Mn; sistemul de cristalizare triclinic (diferite grupuri spaiale).

Structura. Lanul tetraedric are periodicitate >2: 3, 4, 5, 7 (fig. 14.18). Raportul Si:O=1:3 gruparea anionic [SiO3]2-. Cationii se afl n coordinare 6 (octaedric). Octaedrele formeaz lanuri (legtur prin muchii) orientate n aceeai direcie cu lanurile tetraedrice.

Chimism (fig. 14.19)

Minerale mai importante:Wollastonit

Ca[SiO3]

Ferosilit III

Fe[SiO3]

Rodonit, Piroxmangit

(Mn, Fe, Ca)[SiO3]

Piroxferroit

(Fe, Mn, Ca)SiO3Ferrobustamit

(Fe, Ca, Mn)SiO3Bustamit

Fe)SiO3Polisomatismul lanului tetraedric. Lanurile tetraedrice ale piroxenoizilor se pot descrie pornind de la dou tipuri de module structurale:

- modulul W dat de cele 3 tetraedre din unitatea de periodicitate a lanului de tip wollastonit;

- modulul P dat de cele dou tetraedre din unitatea de periodicitate a lanului de tip piroxen.

Combinarea diferit a acestor module W i P, numit polisomatism genereaz lanurile piroxenoizilor caracterizate prin urmtoarele succesiuni de module:

- succesiunea WWW periodicitate 3 wollastonit

- succesiunea WPWP periodicitate 5 (3+2) rodonit

- succesiunea WPPWPP periodicitate 5 (3+2+2) piroxmangit

- succesiunea WPPPWPPP periodicitate 5 (3+2+2+2) ferosilit III

Influena structurii asupra stabilitii P-T a piroxenoizilor. Descrierea lanurilor tetradrice prin module W i P ajut la explicarea influenei creterii volumelor octaedrice asupra configuraiei lanului tetraedric, aplicnd urmtoarele reguli:

- modulele W se acomodeaz mai bine unor volume octaedrice mari (cationi mari, temperaturi ridicate i presiuni sczute);

- modulele P se acomodeaz mai bine unor volume octaedrice mici (cationi mici, temperaturi sczute i presiuni ridicate).

Rezult astfel c piroxenoizii la care predomin modulele W vor fi stabili la temperaturi ridicate i presiuni sczute i vor prefera cationi cu dimensiuni mari, iar piroxenoizii la care predomin modulele P vor fi stabili la presiuni ridicate i temperaturi sczute i vor prefera cationi cu dimensiuni mai sczute.

Diagrama de stabilitate P-T (fig. 14.22) confirm aceast relaie: frecvena modulelor P crete de la rodonit la clinopiroxen, astfel nct presiunea de stabilitate crete.

De asemenea, ocurena piroxenoizilor poate fi explicat prin structur: wollastonitul se formeaz n roci de temperaturi ridicate i presiuni sczute (skarne), n timp ce rodonitul i piroxmangitul sunt caracteristice unor roci de presiuni mai ridicate, formate prin procese de metamorfism regional.

Proprieti fizice. Orientarea lanurilor n direcia axului z habitus prismatic. Legturile slabe dintre modulele I determin un clivaj bun dup feele de prism ( la cei mai muli piroxeni) cu unghiul dintre plane de aproximativ 90. Culoarea i greutatea specific variaz cu chimismul

14.7.2 Inosilicai cu lanuri duble

Amfibolii

Caractere structurale (fig. 14.23)

Lanul dublu tetraedric poate fi vzut ca fiind format din dou lanuri simple de tip piroxen unite prin vrfurile tetraedrelor dup un plan de reflexie care se menine i dac lanurile simple sunt torsionate; tetraedrele care formeaz lanul dublu au vrfurile orientate n acelai sens. Aceste lanuri sunt dezvoltate n direcia axului z, astfel nct parametrul c0 al celulei elementare este dat de unitatea de periodicitate 2 a lanurilor simple i valoarea acestuia este similar cu cea de la piroxeni (~ 5,2).

Raportul T:O=4:11 gruparea anionic [T4O11], T=Al, Si; [Si4O11]6- pentru T=Si.

Configuraia lanului este determinat ca i la piroxeni de volumele poliedrelor cationice, iar adaptarea dimensional se face n acest caz prin rotirea individual a tetraedrelor care implic modificarea lungimii lanului.

ntr-o reprezentare idealizat a structurii se observ c lanurile alturate au vrfurile orientate n sensuri opuse n direcia axelor a i b i exist anumite poziii structurale pe care le vom prezenta comparativ cu piroxenii:

- M4 ntre bazele tetraedrelor din lanuri adiacente;

- echivalent cu poziia M2 de la piroxeni;

- M1, M2, M3 ntre vrfurile tetraedrelor din lanuri adiacente;

- echivalente cu poziia M1 de la piroxeni; spaiul suplimentar creat de lanul dublu determin triplarea acestei poziii;

- A spaiul suplimentar creat de lanul dublu;

- ntre bazele tetraedrelor din lanuri adiacente, pe direcia axului de simetrie al inelului hexagonal al lanurilor;

- poate fi vacant, parial sau total ocupat;

- suplimentar fa de piroxeni apare gruparea (OH)- poziionat n centrul inelelor hexagonale ale lanurilor tetraedrice la nivelul vrfurilor tetraedrelor; aceast poziie poate fi ocupat si de F-.

Exemplu structura unui amfibol monoclinic C2/m: poziiile M1, M2, M3 n coordinare 6 (octaedric), poziiile M4 n coordinare 8 (dodecaedre trigonale), poziia A n coordinare 10 (poliedre complexe, nereprezentate n figur).

Modelul structural descris cu grupuri t-o-t (module I). Ca i la piroxeni, legturile cele mai puternice dintre lanurile tetraedrice se realizeaz prin intermediul cationilor M1, M2, M3, astfel nct se poate defini un modul I dublu fa de piroxeni.

Clasificare dup simetrie:

- amfiboli monoclinici (clinoamfiboli)C2/m sau P21/m- amfiboli rombici (ortoamfiboli)

PnmaChimism

Ocuparea poziiilor cationice:

Poziia A ocupat sau vacant: cationi cu raze mari Na (K); coordinare 10 sau 12

Poziia M4: cationi cu raze mari i medii Na, Ca, Li, Mg, Fe2+, Mn2+; coordinare 6 sau 8

Poziiile M1, M2, M3: cationi cu raze medii i mici Mg, Fe2+, Mn2+, Fe3+, Al3+, Ti4+; coordinare 6

Poziia T: cationi cu raze mici Si, Al; coordinare 4

Tabel 14.2: Ocuparea poziiilor atomice la piroxenii i amfibolii comuniPyroxenesAmphiboles

Atomic sitesNameAtomic sitesName

M1M2AM4M1+M2+M3

Mg

FeFe

MgEnstatite

other members of orthopyroxene series

Mg

Fe

FeMg

Mg

FeAnthophyllite

Cummingtonite

Grunerite

Ca

Ca

CaMg

Fe

MnDiopside

Hedenbergite

Johannsenite

Ca

CaMg

FeTremolite

Ferroactinolite

Ca, NaMg, Fe2+, Mn, Al, Fe3+, TiAugiteCa, NaMg, Fe2+, Mn, Al, Fe3+, TiHornblende

Na

NaAl

Fe3+Jadeite

Aegirine

NaNa

Na

NaMg, Al

Fe2+, Fe3+Fe2+, Fe3+Glaucophane

Riebeckite

Afrvedsonite

LiAlSpodumeneLiMg, Fe3+, Al, Fe2+Holmquistite

represents a vacant atomic sitesTabel 14.3: Relaia dintre poziiile cationice la piroxeni i amfiboli

PiroxeniAmfiboliCoordinare

-A10, 12

M2M46, 8

M1M1, M2, M36

TT4

TERMENI IMPORTANI DIN GRUPA AMFIBOLILOR

Amfiboli alcaliniM4 = Na

M1-M3 = Mg, Al

Glaucofan

Na2Mg3Al2[Si8O22](OH)2C2/m

M1-M3 = Fe3+, Fe2+Riebeckit

Na2Fe2+3Fe3+2[Si8O22](OH)2C2/mA+M4 = NaM1-M3 = Fe3+, Fe2+ArfvedsonitNa2Fe2+4Fe3+[Si8O22](OH)2C2/mAmfiboli de CaM4 = Ca

M1-M3 = Mg

Tremolit

Ca2Mg5[Si8O22](OH)2

C2/m

M1-M3 = Fe2+

Feroactinot

Ca2Fe32+[Si8O22](OH)2

C2/mAmfiboli de Mg, FeM4 = Mg

M1-M3 = Mg

Antofilit

Mg7[Si8O22](OH)2

C2/mM4 = Fe2+

M1-M3 = Mg

CummingtonitFe2Mg5[Si8O22](OH)2

P21/m

M1-M3 = Fe2+

Grunerit

Fe7[Si8O22](OH)2

C2/mSOLUII SOLIDE:

Antofilit

(Mg, Fe2+)2Mg5[Si8O22](OH)2

PnmaGedrit

Na0,5(Mg, Fe2+)3,5(Al,Fe3+)1,5[Si6Al2O22](OH)2

Pnma

poziia A

HolmquistitLi2(Mg, Fe2+)3(Al, Fe3+)2[Si8O22](OH)2

PnmaCummingtonitFe2+2(Mg, Fe2+)5[Si8O22](OH)2

P21/mC2/mActinot

(Ca, Mg, Fe2+)2(Mg, Fe2+)5[Si8O22](OH)2

C2/mHornblenda

(Ca, Na)2-3(Mg, Fe, Al, Ti)5[Si6(Si, Al)2O22](OH)2C2/m

poziiile A i M4 Proprieti fizice. Orientarea lanurilor n direcia axului z habitus prismatic. Rezistena mai ridicat a lanurilor duble comparativ cu lanurile simple face ca n general amfibolii s aib un habitus lung prismatic pn la fibros. Legturile slabe dintre modulele I determin n clivaj foarte bun dup feele de prism ( la cei mai muli amfiboli) cu unghiul dintre plane de aproximativ 125. Culoarea i greutatea specific variaz cu chimismul.

14.8 Subclasa Filosilicai

14.8.1 ClasificareI. Filosilicai cu pachete formate din dou straturi T/O (1:1)1a) cu reele dioctaedrice2 Grupa kanditelor

Caolinit

Al4[Si4O10](OH)8Dickit

Al4[Si4O10](OH)8Nacrit

Al4[Si4O10](OH)8

Anauxit

Al4[Si4O10](OH)

Grupa halloysitului Halloysit

Al4[Si4O10](OH)82-4H2O

Grupa allofanuluim Al2O3 nSiO2 pH2O

b) cu reele trioctaedriceGrupa serpentinelorAntigorit

Mg6[Si4O10](OH)8

Crisotil

Mg6[Si4O10](OH)8Lizardit

Mg6[Si4O10](OH)8Garnierit

(Mg, Ni)6[Si4O10](OH)84H2OPalygorskit i Sepiolit (Mg, Al)6[Si4O10](OH)82H2O

II. Filosilicai cu pachete formate din trei straturi T/O/T (2:1)

A. fr cationi ntre straturi:

a) cu reele dioctaedricePirofilitAl2[Si4O10](OH)2b) cu reele trioctaedriceTalc

Mg3[Si4O10](OH)2B. cu cationi ntre straturi:Grupa Micelora) cu reele dioctaedriceMuscovitK2Al4[Al2Si6O20](OH, F)4ParagonitNa2Al4[Al2Si6O20](OH)4LepidolitK2(Li, Al)5-6[Al2Si6O20](OH, F)4FuchsitK2(Li, Cr)4[Al2Si6O20](OH, F)4ZinwalditK2(Fe2-12+,Li2-3, Al2)5-6[Al2Si6O20](OH1-2, F3-2)4b) cu reele trioctaedriceBiotit

K2(Mg,Fe2+)6-4(Fe3+, Al, Ti)0-2[Al2-3Si6-5O20]O0-2(OH, F)4-2FlogopitK2(Fe2+,Mg)6[Al2Si6O20](OH, F)4EastonitK2(Fe2+)5Al[Al3Si5O20](OH, F)4Annit

K2Fe62+[Al2Si6O20]O0-2(OH, F)4c) Grupa micelor casanteMargaritCa2Al4[Al4Si4O20](OH)4ClintonitCa2(Mg, Fe, Al)4,6Al1,4[Al5,5Si2,5O20](OH)4XantofilitCa2(Mg, Fe, Al)4,6Al1,4[Al5,5Si2,5O20](OH)4C. cu cationi i molecule H2O ntre straturi:

a) cu reele dioctaedrie

Grupa smectitelorMontmorillonit (1/2Ca, Na)0,66(Al, Mg, Fe)4[(Al, Si)8O20](OH)4nH2OBeidelit

(1/2Ca, Na)0,66Al4[(Al, Si)8O20](OH)4nH2O

Nontronit

(1/2Ca, Na)0,66Fe43+[(Al, Si)8O20](OH)4nH2O

b) cu reele trioctaedrice Grupa vermiculituluiVermiculit

Mg3[Si4O10](OH)2nH2O

Saponit

Na0,33Mg6[(Al, Si)8O20](OH)4nH2O

Hectorit

Na0,33(Mg, Li)6[(Al, Si)8O20](OH)4nH2O

Sauconit

Na0,33(Mg, Zn)6[(Al, Si)8O20](OH)4nH2O

c) Grupa illituluiIllit

K1-1,5Al4[(Al1-1,5, Si7-6,5)O20](OH)4Fengit

K2(Al, Fe2+,Mg)4[Al2Si6O20](OH, F)4HidromuscovitK2Al4[(Al,Si)8O20](OH)4nH2OGlauconit

(K, Na, Ca)2(Fe2+, Fe3+,Al, Mg)4[(Al,Si)8O20](OH)

III. Filosilicai cu pachete formate din dou straturi: T/O/T/O (2:1:1)

Grupa cloritelorClorite neoxidate

Pennin

Mg10Al2[(Al,Si)8O20](OH)16

Clinoclor

(Mg, Fe)10Al2[(Al,Si)8O20](OH)16Proclorit

(Mg, Fe)10Al2[(Al,Si)8O20](OH)16Carundofilit(Mg, Fe)10Al2[(Al,Si)8O20](OH)16Amesit

Fe10Al2[(Al,Si)8O20](OH)16Clorite oxidate

Thuringit

Fe3,5(Al, Fe)1,5[Al1,5Si2,5O10](OH)64H2OChamosit

Fe4Al2[(Al,Si)8O10](OH)6nH2O

IV. Ali filosilicai:

Apofilit

K, Ca4[Si8O20]F8H2OPrehnit

Ca2Al[AlSi3O10](OH)2Attapulgit

MgAl2[Si4O10]4H2O

Palygorskit

Mg2[Si4O10](OH)4H2O

Sepiolit

Mg4 [Si6O15](OH)26H2O

1 1:1 semnific raportul dintre numrul reelelor tetraedrice (T) i numrul reelelor octaedrice (O) din pachetul structural; rezult astfel succesiunea T/O

2 reelele n care predomin cationii trivaleni, n principal Al; sinonime: straturi hidrargilitice, straturi gibbsitice

3 reelele n care predomin cationii divaleni, n principal Mg; sinonime: straturi brucitice

Caractere structuraleFilosilicaii au o structur stratificat, format din dou uniti costitutive de baz:

- reea tetraedric, reea plan format prin polimerizarea tetraedrilor [TO4]

- reea octaedric, reea plan format prin polimerizarea octaedrelor cationice.

Ambele reele sunt dispuse dup (001).Reeaua teraedric (T) Fiecare tetraedru TO4 se leag prin 3 vrfuri de alte 3 tetraedre, formnd o reea plan cu ochiuri hexagonale rezultnd gruparea anionic [T2O5]n, [Si2O5]2n-. Vrfurile tetraedrelor din aceast reea sunt legate de cationii din reeaua octaedric.

Reeaua octaedric (O) Cationii se afl n coordonare 6, octaedric. n centrele octaedrelor se afl cationi 2+ sau 3+, iar n vrfurile octaedrelor se afl O i/sau grupri OH. Aceste octaedre se leag ntre ele prin muchii rezultnd o reea octaedric. Configuraia reelei octaedrice depinde de sarcina cationului din centru:

- cation 2+ (Mg, Fe) toate octaedrele sunt ocupate, rezultnd o reea octaedric continu (reea trioctaedric)

- cation 3+ sunt ocupate doar 2/3 din octaedru, rezultnd o reea discontinu (reea dioctaedric); octaedrele ocupate sunt deformate, astfel nct volumele vacante sunt mai mari.

Structurile filosilicailor pot fi descrise urmrind modul de mpachetare a acestor reele. Prin mpachetarea reelelor rezult un pachet (strat) care se repet n direcia axului c, caracterizat printr-o anumit succesiune de reele T i O. Exist trei tipuri de straturi rezultate din trei moduri de mpachetare a reelelor T i O. Acestea stau la baza clasificrii filosilicailor.Clasificarea filosilicailorFilosilicaii se mpart n trei grupe, caracterizate printr-un anumit strat, corespunztor unei mpachetri caracteristice a reelelor T i O, Astfel, fiecare din cele trei grupe de filosilicai va fi definit de o anumit succesiune a reelelor T i O din stratul caracteristic.

Fiecare grup de filosilicai se mai clasific n dou subgrupe, n funcie de tipul de reea octaedric: dioctaedric, trioctaedric.FILOSILICAI 1:1 (strat T-O)

- stratul format dintr-o reea T i o reea O, legate ntre ele prin vrfuri;- straturile sunt neutre electic; sunt legate ntre ele prin legturi Van der Waals;- cu reele dioctaedrice (ex: caolinit) si trioctaedrice (ex: mineralele serpentinice antigorit, crisotil, lizardit).Caolinitul triclinicAl4[Si4O10](OH)8

P

* din direcia axului a- reprezentare cu atomi Si coordinat de O

- Al coordinat de O i OH

- succesiunea planelor de atomi dintr-un strat: O, Si, O+OH, Al, O- reprezentare cu poliedre un strat format dintr-o reea T i o reea O

- stratul se repet n direcia axului c* vzut paralel cu (001), cu poliedre: reea dioctaedric

Lizardit Mg6[Si2O5]2(OH)8 hexagonal a0 = 5,3 , c0 = 7,3 , = 120.

* din direcia axului a

- cu atomi - Si coordinat de O

- Mg coordinat de O i OH

- succesiunea perechilor de atomi dintr-un strat: O, Si,O+OH, Mg, OH

- cu poliedre un strat: T i O

- repetarea stratului n direcia axului c

* din direcia axului c

- reea trioctaedric

- trei octaedre ntr-un ochi hexagonal al reelei tetraedrice

FILOSILICAI 2:1 (strat T-O-T) 2 reele T: 1 reea O

- stratul format dintr-o reea O prins ntre vrfurile opuse a dou reele T- starturile pot fi legate prin: legturi Van der Waals; cationi aflai ntre straturi

A) filosilicai 2:1 fr cationi ntre straturi

- dioctaedrice: pirofilit

- trioctaedrice: talc

B) filosilicai 2:1 cu cationi ntre straturi

- dioctaedrice: muscovit

- trioctaedrice: flogopit

C) filosilicai 2:1 cu cationi i molecule H2O ntre straturi

- dioctaedrice: montmorillonit

- trioctaedrice: vermiculit

Pirofilit Al2[Si2O5]2(OH)2 monoclinic C2/C 2/ma0 = 5,16 , b0 = 8,90 , c0 = 19,64 , = 9955.



- Al coordinat de O i OH

- un strat succes. de plane de atomi: O, Si, O+OH, Al, O+OH, Si, O

- cu poliedre un strat: TOT

- succesiunea stratelor din direcia axului c

- straturile nu sunt legate ntre ele prin cationiFlogopit K2(Fe2+,Mg)6[Al2Si6O20](OH, F)4 monoclinic Cm ma0 = 5,3 , b0 = 9,2 , c0 = 10,1 , = 100.



- Mg, Fe, Al coordinat de O+OH

- K coordinat de O

- un strat succes. de plane de atomi: O, Si+Al, O+OH, Mg+Fe+Al, O+OH, Si+Al, O

- cu poliedre un strat: TOT

- succesiunea stratelor din direcia axului c

- straturile nu sunt legate ele prin octaedre KO6FILOSILICAI 2:1 (strat T-O-T)- stratul este format dintr-o reea O prins ntre dou pachete T-O-TCloritele (Mg, Fe)12[Si2O5]4(OH)16 monoclinic C2 2a0 = 5,3 , b0 = 9,2 , c0 = 14,2 , = 100* din direcia axului a


- Mg, Fe coordinat de O+OH

- succesiunea de plane de atomi: O, Si, O+OH, Mg+Fe, O+OH, Si, O, OH, Mg+Fe, OH

- cu poliedre un strat: TOT+O

Modificri ale structurii impuse de variaiile volumelor octaedrice

Legarea prin vrfuri a reelei O de cea T impune restricii privind dimensiunile lor relative. Dac avem o reea T format doar din tetraedre [SiO4], aceasta se potrivete dimensional i deci, se leag perfect de o reea O plan, n care cationul are dimensiunea de ~ 0,70 (sensibil mai mare raza Mg2+ = 0,65 , Fe2+ = 0,64 ).

La filosilicai exist substituii considerabile: n poziiile tetraedrice Al substituie Si (creterea razei cationice); n poziiile octaedrice pot aprea diferii cationi cu raze mai mari (Ca, Na) sau mai mici (Al).

Aceste substituii produc variaii dimensionale ale reelelor T i O, ducnd la nepotrivirea lor dimensional. Acest fapt determin modificri ale reelelor sau chiar ruperea lor.

O consecin important o reprezint faptul c, la anumite compoziii chimice, se pot forma doar cristale de dimensiuni mici, deoarece tensiunea ruptural determinat de nepotrivirea dimensional a cationilor. Acest fenomen caracterizeaz mineralele argiloase.

Ca i n cazul inosilicailor, modificrile scheletului silicatic au loc ca reacie la modificarea volumelor octaedrice.

Vom urmri n continuare modul de adaptare dimensional a reelelor O i T pentru cteva minerale din grupa filosilicailor.

Filosilicai 1:1

Caolinitul: fibros, cu structura cea mai simpl. Prezena Al n poziiile octaedrice determin scderea volumelor octaedrice, comparativ cu volumele octaedrice din reeaua T ideal amintit mai sus, rezultnd scderea dimensiunilor elementare a reelei O. Pentru legarea optim a reelei O de cea T, este necesar adaptarea reelei T. Aceast adaptare dimensional a reelei T are loc prin rotirea tetraedrului SiO4 cu ~9. Rotaia are loc ca i la piroxeni: dou tetraedre alturate se rotesc n sens opus.

La ceilali filosilicai 1:1 diferena dimensional a reelelor T i O, variaz astfel:

- scade prin nlocuirea Al de ctre Mg (diferena scade cu creterea razei cationice)

- crete prin nlocuirea Si de ctre Al (diferena crete cu creterea razei cationului T).

Mineralele serpentinice

Diferena dimensional a reelei T i O este mai mic n condiii normale: reeaua T este apropiat de reeaua T ideal amintit mai sus.

La modificarea temperaturii i presiunii, are loc variaia volumului octaedric. Aceast variaie se reflect n trei moduri de adaptare a reelei T, corespunztoare a tei minerale:

*Lizardit: cele dou reele se potrivesc dimensional. Reeaua tetraedric rmne plan, avnd loc doar o rotire a tetraedrelor SiO4 (~330'). Straturile T-O rmn plane.

*Crisotil: creterea dimensiunilor elementare a reelei O creterea distanelor dintre vrfurile tetraedrelor din reeaua T. Aceasta se realizeaz prin curbarea stratului T-O, rezultnd habitus fibros.

*Antigorit: creterea n continuare a volumelor octaedrice curbarea stratului T-O este nsoit de schimbare periodic a orientrii tetraedrelor din reeaua T (cu aspect de tabl ondulat).

De la lizardit la antigorit are loc o cretere a volumelor octaedrice cu creterea temperaturii i scderea presiunii.

Filosilicaii 2:1

Nu este posibil curbarea reelei T deoarece reeaua O este cuprins ntre dou reele T.

Talcul Mg3[Si2O5]2(OH)2. Starturile TOT sunt plane. Adaptarea dimensional a reelei T are loc prin rotire uoar a tetraedrelor (~330'). Dac Mg se nlocuiete cu Al rezult scderea volumelor octaedrice ducnd la creterea diferenelor dimensionale i rotirea tetraedrelor cu 10 (ex: pirofilit).

Creterea volumelor octaedrice duce la modificarea orientrii tetraedrelor din reeaua T i separarea n benzi a reelei octaedrice (ex: sepiolit).

Proprieti fizice comune filosilicailor (det. de structura stratificat)- habitus fibros dezvoltat dup (001)

- clivaj perfect paralel cu (001)

- densitate sczut, mai ales la speciile hidratate

- plasticitate (leg. 50% covalent din re. T; leg. slabe dintre straturi)

posibilitatea deplasrii relative a straturilor.

Observaii asupra mineralelor argiloase

Un filosilicat poate fi considerat mineral argilos daca indeplinete urmtoarele condiii: dimensiunea cristalelor < 2 mm; conine molecule de H2O ntre straturi, acestea oferindu-le anumite proprieti specifice.* capacitatea de schimb ionic: proprietatea de a schimba cationii din reea (Ca, Na) fr modificarea reelei teraedrice;

* gonflarea ~ expandarea: smectitele au capacitatea de a reine molecule de H2O ntre straturi; creterea coninutului de ap determin excpandarea reelei n direcia axului c; moleculele de H2O se pierd prin nclzire la 100-150C;* plasticitatea foarte ridicat: adiionarea unei anumite cantiti de ap ntre straturi determin deplasarea relativ a acestora pn la pierderea coeziunii;

* tixotropia: smectitele saturate n ap, solicitate prin vibraii, pierd coeziunea dintre straturi; fenomenul este reversibil la ncetarea solicitrii.

Cele mai importante minerale argiloase:Montmorillonit mineral asemntor pirofilitului, dar mai hidratat;

Illit muscovit cristalizat fin, cu o parte din K+ nclocuit de ioni H3O+;Vermiculit biotit cu ap ntre straturi.

14.9 Subclasa Tectosilicai14.9.1 Grupul feldspailor

Feldspaii au formula general M[T4O8] cu Z = 4. Complexitatea chimic, structural i proprietile acestor minerale impun separarea n cadrul acestei grupe a unor subgrupe de minerale cu nsuiri fizice i chimice distincte.Majoritatea feldspailor pot fi clasificai din punct de vedere chimic n cadrul sistemului ternar ortoz-albit-anortit . Termenii seriei ortoz-albit sunt numii feldspai alcalini, iar cei din seria albit-anortit sunt numii feldspai plagioclazi. Feldspaii alcalini pot conine pn la 5-10 % molecule de anortit n soluie solid, iar feldspaii plagioclazi pot conine pn la 5-10 % molecule de ortoz n soluia solid.

Tabel 14.4: Clasificarea feldspailorSeriaNumele termenilorFormula chimicSistem de cristalizare

Feldspai alcalini(K, Na)[AlSi3O8]SanidinaOrtoza

MicroclinK[AlSi3O8]monoclinic

Anortoza(K, Na)[AlSi3O8]triclinic

AlbitNa[AlSi3O8]

Feldspai plagioclaziNa[AlSi3O8]-Ca[Al2Si2O8]Albit 0-10 % AnOligoclaz 10-30 % AnAndezin 30-50 % AnLabradorit 50-70 % AnBytownit 70-90 % AnAnortit 90-100 % AnNa[AlSi3O8]Ca[Al2Si2O8]triclinic

Feldspai cu bariuCelsianHyalofanBa[Al2Si2O8]BaK2[Al4Si4O16]monoclinic

Chimism i structur (vezi polimorfism transformri ordine/dezordine i soluii solide)Feldspaii alcalini

Feldspatul potasic K[AlSi3O8] poate exista n mai multe stri structurale n funcie de condiiile de genez. Cheia nelegerii tranziiilor dintre diferitele faze polimorfe se afl n studiul distribuiei ionilor de Al i Si. Astfel, n funcie de gradul de ordonare a al i si n poziiile T exist:Sanidina cristalizeaz la temperaturi nalte, n sistemul monoclinic, cu distribuia Al/Si dezordonat;

Ortoza cristalizeaz la temperaturi mai joase, un amestec intim de faze monoclinice i triclinice, cu distribuia Al/Si parial ordonat;

Microclinul cristalizeaz la tempertura cea mai joas, n sistemul triclinic, cu distribuia Al/Si parial ordonat.

Marimea care caracterizeaza variaiile gradate ale gradului de ordonare poart numele de triclinicitate. n funcie de valorile triclinicitaii exist i alte varieti structurale (ex: microclin intermediar).

Adularul este un feldspat potasic care se distinge mai mult prin particularitile morfologice dect prin cele structurale; este caracteristic filoanelor alpine.Albitul este termenul predominant sodic i prezint varieti structurale n funcie de temperatura de formare, separndu-se termenii: albit de temperatura nalt, albit de temperatur intermediar i albit de temperatur joas.Toate acestea cristalizeaz n sistemul triclinic, dar pentru temperaturile cele mai nalte de formare exist tendina de a se realiza o simetrie monoclinic la temenul monalbit.Pentru a putea stabili legturile ntre feldspaii potasici, cei sodici i cei calco-sodici (plagioclazi), este nevoie s precizm elemente legate de seriile izomorfe albit feldspat potasic i de cristalele mixte de feldspai. Seriile izomorfe albit - feldspat potasic sunt diferite n funcie de condiiile de temperatur la care iau natere:

1. Seria albit de temperatur nalt sanidin de temperatur nalt reprezint o soluie solid continu. n cadrul ei se face trecerea de la o simetrie triclinic (Ab100-Ab65) la o simetrie monoclinic (Ab65-Ab0). Termenii triclinici ai acestei serii se numesc anortoze i reprezint o serie de la sanidina bogat n sodiu la sanidina bogat n potasiu.

2. n seria albit de temperatur ridicat sanidin de temperatur joas soluia solid este limitat la extreme, iar termenii compoziiei intermediare constau n dou faze separate la scar submicroscopic (sanidina criptopertitic). Aceast serie cuprinde: albit (Ab100-Ab63), anortoza criptopertitic i sanidina.3. Seria albit de temperatur joas ortoza i 4. seria albit de temperatur joas microclin la care soluia solid este i mai limitat iar separaia de faze se poate observa la microscop. Exsoluia celor dou faze (sodic i potasic) poart numele de pertite.

Cristalele cu compoziie intermediar ntre feldspat potasic i albit se formeaz numai la temperaturi ridicate. Exsoluiile se produc la scderea temperaturii sub 500-700C, n funcie de presiunea de vapori a apei. La temperatur normal cristalele intermediare persist n stare metastabil.

Feldspaii plagioclazi sunt grupai n cadrul unei serii cu miscibilitate continu albit-anortit. Toi termenii acestei serii sunt triclinici. Denumirile utilizate n petrologie, dar discreditate mineralogic, pentru termenii intermediari sunt: albit 0-10 % An; oligoclaz 10-30 % An; andezin 30-50 % An; labrador 50-70 % An; bytownit 70-90 % An; anortit 90-100 % An.Proprieti fizice

Habitusul este prismatic sau tabular, iar trachtul este dominat de fee de prism i pinacoid.

Macle:

- feldspaii alcalini: macla Carlsbad cu planul (010) i axul [010], macla Baveno cu planul (021), macla Manebach cu planul (001). Albitul prezint macle polisintetice de tip albit cu planul (010) i axul perpendicular pe (010), iar microclinul prezint macla n grtar (macla albit-periclin).- feldspaii plagioclazi: macla polisintetic de tip albit.

Clivajul este perfect dup {001} i bun dup {010}, formnd un unghi de ~90 la feldspaii alcalini.Duritatea este ridicat (6-61/2).

Culoarea: n general incolori sau albi, coloraii allocromatice (roz, galben, verde, rou).14.9.2 Grupul feldspatoizilor

Termeni importani:

Nefelin

Na3K[Al4Si4O16]

Leucit

K[AlSi2O6]

Sodalit

Na8[Al6Si6O24]Cl2

Nosean

Na8[Al6Si6O24](SO4)

Hayn

(Na, Ca)4-8[Al6Si6O24](SO4, S2, Cl)1-2

Cancrinit

(Na, Ca)7-8[Al6Si6O24](CO3, SO4, S2, Cl)1,5-21-5 H2OStructur i chimism

Dac feldspaii reprezint minerale saturate n silice (pot forma mpreun cu cuarul o paragenez), feldspatoizii sunt minerale subsaturate n silice. Formulele lor pot fi nelese plecnd de la cele ale feldspailor corespunztori; exemplu:Na[AlSi3O8] 2 SiO2 = Na[AlSiO4]albit

nefelin

K[AlSi3O8] SiO2 = K[AlSi2O4]

ortoza

leucit

Structura feldspatoizilor este afnat, ceea ce face posibil introducerea unor anioni suplimentari care explic numrul relativ mare de termeni. Complicaii n cadrul acestei grupe apar i datorit seriilor de substituii izomorfe cu miscibilitate complet sau parial (exemplu: Na prin K n seria nefelin-kalsilit, Na prin Ca concomitent cu substituia SO4/Cl n grupa sodalitului). De asemenea, polimorfismul are o larg rspndire printre feldspatoizi (exemplu: kalsilit-tetrakalsilit)Proprieti fiziceHabitusul este izometric la feldspatoizii cubici i scurt prismatic la cei hexagonali. Trachtul este prismatic la varietile hexagonale i trapezoedric {211} sau dodecaedric romboidal {011} la varietile cubice.Din punct de vedere al maclelor, un aspect interesant l prezint maclele mimetice ale leucitului.

Culoarea: nefelin cenuiu; leucit alb; sodalit albastru; cancrinit glbui.

GenezaCristalizarea feldspatoizilor din topituri se poate urmri n diagrame de faze, construite prin studierea sistemelor nefelin-silice sau leucit-silice.Sistemul leucit-silice reprezint un sistem binar cu un compus de topite incongruent. Acesta este feldspatul potasic, care la presiuni normale se topete incongruent, cu formare de cristale de leucit i o topitur mai bogat n silice. n procesul de cristalizare, fenomenele se produc analog celor din sistemul forsterit-silice. Se demonstreaz astfel incompatibilitatea leucitului i a silicei.14.9.3 Grupul zeoliilorFormula general

(Li, Na, K)a(Mg, Ca, Sr, Ba)d[Ala+2dSin-(a+2d)O2n]m H2OClasificare1. Zeolii fibrosi

Natrolit

Na16[Al16Si24O80]16 H2O

Thomsonit

Na4Ca8[Al20Si20O80]24 H2O

Gonnardit

Na5Ca2[Al9Si11O40]12 H2O2. Zeolii cu lanuri formate din inele tetragonale simplu conectare

Analcim

Na16[Al16Si32O96]16 H2O

Wairakit

Ca8[Al16Si32O96]16 H2O

Laumontit

Ca2[Al4Si12O32]8 H2O3. Zeolii cu lanuri formate din inele tetragonale dublu conectate

Phillipsit

K4(Ca0,5, Na)4[Al6Si10O32] 12 H2O

Mazzit

K3Ca1,5Mg2[Al10Si26O72] 28 H2O4. Zeolii cu inele hexagonale simple sau duble

Gmelit

Na8[Al8Si16O48]22 H2O

Chabazit

Ca2[Al4Si8O24]12 H2O

Erionit

NaK2MgCa1,5[Al8Si28O72]28 H2O5. Zeolii din grupul mordenitului

Mordenit

Na3KCa2[Al8Si40O96]28 H2O

Epistilbit

Ca3[Al6Si18O48]16 H2O6. Zeolii din grupul heulanditului

Heulandit

(Na, K)Ca4[Al9Si27O72]24 H2O

Clinoptilolit

(Na, K)6[Al6Si30O72]20 H2O

Stilbit

NaCa14[Al9Si27O72]30 H2O

Moduri de reprezentare a structurii consacrate pentru zeoliti

Exemple de structuri pentru ilustrarea grupelor de zeolii1. Zeolii fibroi

2. Zeolii cu lanuri tetraedrice simplu conectate

3. Zeolii cu lanuri formate din inele tetragonale dublu conectate

4. Zeolii cu inele hexagonale

5. Zeolii cdin grupul mordenitului

6. Zeolii din grupul heulanditului

14.9.4 Grupul mineralelor SiO2 (vezi i polimorfism)Bioxidul de siliciu se ntlnete n natur sub forma mai multor minerale: cuar, trdimit, cristobalit, coesit, stishovit. Amintim modificaia amorf, opalul SiO2n H2O care nu costituie un mineral.Forma cea mai frecvent este cuarul; tridimitul i cristobalitul, prezeni n roci vulcanice, sunt mai rari; opalul mai puin comun; coesitul i stishovitul sunt caracteristici meteoriilor.

Stabilitate (vezi polimorfism)

La presiuni nalte, cuarul este stabil pn la temperatura de 870C; urmeaz domeniul de stabilitate al tridimitului care se ntinde pn la temperatura de 1470C. La aceast temperatut ncepe domeniul de stabilitate al cristobalitului pn la temperatura de 1713C la care apare topitura.

Fiecare dintre aceste forme ale SiO2 se poate prezenta n dou modificaii care se transform una n alta (transformri deplasative). Modificaia de temperatur sczut se noteaz cu , iar cea de temperatur ridicat cu . Modificaiile ale tridimitului i cristobalitului sunt instabile la temperatur normal. Pentru celelalte modificaii s-au precizat urmtoarele domenii de stabilitate:

cuar 573C ccuar 870C tridimit 1470C cristobalit 1713C silice lichidProprietile fizice ale cuarului (: grup punctual 32; : grup punctual 622) Habitus: prismatic, columnar, tracht: prisma {100} cu fee striate orizontal, terminat cu combinaia de octaedru pozitiv {101}, i negativ {10}, uneori aproape egal dezvoltate, dnd impresia unei dipiramide hexagonale; formele cristalografice prezint fenomenul de enantiotropism.Macle: Dauphin de penetraie cu c ax cde macl, cu o rotaie de 180 n jurul axei c [0001]; Brazilian de pentraie cu {110} plan de macl; Japonez de contact cu {112} plan de macl.

Clivaj: absent.Culoare: incolor sau colorat allocromatic n diverse nuane.Duritate: 7; greutate specific: 2,65.

n afar de mineralele menionate mai exist i alte varieti de silice cunoscute sub diferite nume:

* varieti macrocristaline: ochi de tigru pseudomorfoz de cuar fibros galben dup crocidolit (amfibol); ametist violet i transparent; citrin galben i transparent; morion fumuriu i semitransparent; aventurin incluziuni fine de hematit (rou) sau mice cromifere (verde).* varieti microcristaline:

- fibroase = CALCEDONIE (cuar fibros)

- crhysoprase calcedonie galben colorat de oxidul de Ni;

- agat format prin alternana unor strate de calcedonie cu culori i poroziti diferite depuse in caviti, paralele cu pereii cavitilor

- onix calcedonie dispus n strate paralele;

- agat de muchi calcedonie alb care conine agregate asemntoare muchiului de pmnt formate din oxizi de Mn bruni sau negri;

- lemn silicifiat sau agatizat const n general din calcedonie roie sau brun care a nlocuit materia lemnoas;

- granulare

- jasp cuar microcristalin granular, n general de culoare roie, galben sau brun, culori datorate particulelor coloidale de oxizi de Fe;- chert-ul i cremenea - calcedonie opac masiv, de obicei alb, galben pal, cenuie sau neagr, care apare ca noduli sau strate n rocile sedimentare.

Zoizit


Clinozoizit


Epidot

Ca2(Fe3+,Al)Al2O[SiO4][Si2O7](OH)

Piemontit

Ca2(Mn3+,Fe3+,Al)Al2O[SiO4][Si2O7](OH)

SOLUIE SOLID

EMBED CorelPhotoPaint.Image.8


Piroxeni alcalini

Piroxeni de Ca

EMBED CorelDraw.Graphic.8












Fig. 14.18 Lanuri tetraedrice simple: a) lan cu periodicitate 1; b) lan cu periodicitate 2 (piroxen); c) lan cu periodicitate 3 (wollastonit); d) lan cu periodicitate 4; e) lan cu periodicitate 5 (rodonit); f) lan cu periodicitate 7 (piroxmangit)



MnSiO3








Fig. 14.1 Structura tetraedruluiSiO4:

a) reprezentare realist, b) reprezentare schematic

Fig. 14.2 Pereche de tetraedre legate prin vrfuri; reprezint unghiul legturii

Si-O-Si

Fig 14.3 Unitile structurale ale silicailor rezultate prin polimerizarea tetraedrelor SiO4: a) tetraedru izolat; b) pereche de tetraedre; c) inel tetraedric; d) lan simplu; e) lan dublu; f) reea bidimensional; g) reea tridimensional (carcas)

Fig 14.4 Structura olivinei vzut din direcia axului x:

a) reprezentare cu atomi M1 i M2 i tetraedre SiO4; b) reprezentare cu poliedre de coordinare M1O6, M2O6 i SiO4


Fig 14.5 Diagrama de faz n sistemul forsterit-fayalit

Fig. 14.6 Diagrama de faz n sistemul periclaz-cuar: Fo=forsterit, En=enstatit, Cr=cuar, Tr=tridimit

Fig. 14.7 Strat poliedric din structura piropului, vedere din direcia axului x

Fig. 14.8

Chimismul granailor

Fig. 14.9 Relaia ntre domeniul de stabilitate i coordinarea Al la silicaii de Al

Fig. 14.10 Structura berilului: a) vedere din direcia axului c (liniile punctate = celula elementar); b) vedere cu axul c vertical

Fig 14.11 Lanul tetraedric ideal

vzut dup (100) (sus) i din direcia axului c (jos)

Fig 14.12 Structura piroxenilor

vzut din direcia axului c


Fig. 14.14 Adaptarea lanului tetraedric la modificarea volumului octaedrelor M1O6:

a) lan total extins; b) lan rotit tip S;

c) lan rotit tip O

Fig. 14.15 Modulul I (grupul t-o-t)


Fig. 14.16 a) Structura schematic a unui piroxen monoclinic vzut din direcia axului c; b) Controlul grupurilor t-o-t (I-beams) asupra unghiurilor de clivaj; unghiurile de clival i forma comun a seciunilor {001} la piroxeni


Fig. 14.13 Structura jadeitului NaAl[Si2O6] (piroxen monoclinic) vzut dup (100):

Na ocup octaedrele deformate M2O6, Al ocup octaedrele regulate M1O6

Fig. 14.17 Chimismul i nomenclatura piroxenilor n sistemul CaSiO3- MgSiO3- FeSiO3

(Wollastonit-Enstatit-Ferrosilit)


Fig.14.19 Chimismul i nomenclatura piroxenoizilor

n sistemul MnSiO3-FeSiO3-CaSiO3

Fig. 14.22 Diagrama de stabilitate

(presiune-temperatur)

n sistemul Mn SiO3

Fig. 14.21 Reprezentarea schematic a lanurilor tetraedrice simple cu module W i P:

a) lan de piroxen-modul P; b) lan de ferrosilit III-modulWPPP; c) lan de piroxmangit-modul WPP; d) lan de rodonit-mo0dul WP; e) lan de wollastonit-modulW

Fig. 14.20 Legarea lanului octaedric de lanul tetraedric la wollastonit

Fig. 14.23 a) Lan dublu de tetraedre SiO4 n structura amfibolilor, extins n direcia axului c: vedere dup axul c (sus); vedere din direcia axului c (jos); b) Structura ideal de amfibol vzut din direcia axului c; poziia relativ a lanurilor duble n structur i marcarea grupurilor t-o-t



Fig. 14.24 Scurtarea lanului n direcia axului c prin rotirea tetraedelor

Fig. 14.25 a) Structura schematic a unui amfibol vazut din direcia axului c; b) Controlul grupurilor t-o-t asupra unghiurilor de clivaj

Fig.14.26 Structura unui amfibol monoclinic (C2/m) vzut din direcia axului a: M1, M2, M3 n coordinare 6, octaedric (atomi de O i grupri OH); M4 n coordinare 8 (atomi de O); A n coordinare 10

Fig. 14.27 Compoziia amfibolilor n sistemul Ca7Si8O22(OH)2- Mg7Si8O22(OH)2- Fe7Si8O22(OH)2 (Compoziia marcat A-C se refer la intercreterile antofilit-cummingtonit)

Fig. 14.28 Unitile structurale principale ale filosilicailor:

a) reeaua T (tetraedric); b) i c) reele O (octaedrice)



Fig.14.29 Structura caolinitului: a) reprezentare poliedric dup (001) care arat suprapunerea reelei tetraedrice (T) peste reeaua dioctaedric (O); b) i c) structura vzut din direcia axului a, reprezentat cu atomi (b) i cu poliedre de coordinare n care se observ straturi cu succesiunea T/O


Fig.14.30 Structura lizarditului: a) reprezentare poliedric dup (001) care arat suprapunerea reelei tetraedrice (T) peste reeaua trioctaedric (O); b) i c) structura vzut din direcia axului a, reprezentat cu atomi (b) i cu poliedre de coordinare n care se observ straturi cu succesiunea T/O

Fig. 14.31 Structura pirofilitului vzut din direcia axului a, reprezentat cu poliedre de coordinare n care se observ straturi cu succesiunea T/O/T

Fig. 14.32 Structura flogopitului vzut din direcia axului a, reprezentat cu poliedre de coordinare n care se observ straturi cu succesiunea T/O/T i prezena cationilor de K n coordinare octaedric n straturile T/O/T


Fig. 14.33 Adaptarea dimensional a reelelor tetraedrice

la filosilicaii 1:1 a) lizardit, b) crisotil, c) antigorit

i la filosilicaii 2:1 d) talc, e) sepiolit

Fig. 14.34 Extensia soluiei solide a feldspailor n sistemul Ortoz-Albit-Anortit exprimat n funcie de temperatur



Fig. 14.35 Diagrama de faz n sistemul Leucit-SiO2

Fig. 14.36 Unitile constitutive secundare ale zeoliilor:

a) lanul zeoliilor fibroi; b) lanul format din inele tetragonale simplu conectate, c) lanul format din inele tetragonale dublu conectate; d) inelul hexagonal simplu; e) inelul hexagonal dublu; f) reeaua hexagonala cu mnere; g) unitatea 4-4-1-1 tip heulandit

Fig. 14.37 Moduri de reprezentare a structurilor zeoliilor ilustrate pe structura clinoptilolitului,

vzut din direcia axului c: a) reprezentarea tetraedrelor TO4, a cationilor i a moleculelor de H2O; b) reprezentarea scheletic a carcasei zeolitice cu indicarea poziiilor atomilor de O prin inflexiunea conexiunii T-T; c) reprezentarea scheletic a carcasei exclusiv prin legturile T-T





Fig. 14.38 Carcasa natrolitului vzut din direcia axului a


Fig. 14. 39 Carcasa analcimului:

lanul format din inele tetragonale simplu conectate vzut din direcia axului a (a) i din direcia [110]; b) strat structural paralel cu (100) format prin conectarea lateral a lanurilor paralele cu axele cristalografice; c) carcasa vzut din direcia axului c


Fig. 14. 40 Carcasa mazzitului: a) vedere din direcia axului c (dezvoltarea canalelor);

b) strat structural vzut din direcia axului a format prin conectarea lateral a lanurilor


Fig. 14.41 Carcasa chabazitului (dezvoltarea canalelor i conectarea unitilor structurale):

a) vzut din direcia axului a; b) vzut din direcia [111]


Fig. 14.42 Carcasa mordenitului: a) vedere din direcia axului c (dezvoltarea canalelor); b) vedere din direcia axului a (reeaua hexagonal cu mnere)

Fig. 14.43 Strat structural din carcasa clinoptilolitului paralel cu (010)

format prin conectarea unitilor de tip heulandit

Fig. 14.44

Forma cristalografic de cuar


PAGE 95

_1157798525.unknown

_1174809059.bin

_1174811761.bin

_1174836451.bin

_1174844884.bin

_1174846231.bin

_1174847214.bin

_1174848725.bin

_1174853576.unknown

_1174848515.bin

_1174846717.bin

_1174845104.bin

_1174845649.bin

_1174845011.bin

_1174840819.bin

_1174843444.bin

_1174843710.bin

_1174841762.bin

_1174839459.bin

_1174839909.bin

_1174840414.bin

_1174839889.bin

_1174838440.bin

_1174836783.bin

_1174817048.unknown

_1174827573.bin

_1174828902.bin

_1174836208.bin

_1174828617.bin

_1174819230.bin

_1174813693.bin

_1174814241.unknown

_1174814547.bin

_1174811956.bin

_1174812194.bin

_1174809826.bin

_1174810967.unknown

_1174811321.bin

_1174809999.bin

_1174809367.unknown

_1174809728.bin

_1174809197.unknown

_1174128654.unknown

_1174764910.bin

_1174808340.bin

_1174808990.unknown

_1174807929.bin

_1174335196.unknown

_1174335227.unknown

_1174128893.unknown

_1174128952.unknown

_1157805162.unknown

_1157975694.unknown

_1174128482.unknown

_1157969486.unknown

_1157799231.unknown

_1157799270.unknown

_1157799154.unknown

_1157444882.unknown

_1157445691.unknown

_1157445743.unknown

_1157445771.unknown

_1157445713.unknown

_1157445537.unknown

_1157445658.unknown

_1157445309.unknown

_1157381205.unknown

_1157384471.unknown

_1157444817.unknown

_1157384384.unknown

_1157380628.unknown

_1157380709.unknown

_1157361736.unknown

silicati

Documents

Transcript of silicati