Silica-Tetraeder definiert und erklärt

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Die überwiegende Mehrheit der Mineralien in den Gesteinen der Erde, von der Kruste bis zum Eisenkern, werden chemisch als Silikate bezeichnet. Diese Silikatische Mineralien basieren alle auf einer chemischen Einheit namens Silica-Tetraeder.

Sie sagen Silizium, ich sage Silizium

Die beiden sind ähnlich (aber keines von beiden sollte verwechselt werden Silikon , das ist ein synthetisches Material). Silizium mit der Ordnungszahl 14 wurde 1824 vom schwedischen Chemiker Jöns Jacob Berzelius entdeckt. Es ist das siebthäufigste Element im Universum. Kieselsäure ist ein Oxid von Silizium – daher der andere Name, Siliziumdioxid – und ist der Hauptbestandteil von Sand.

Tetraeder-Struktur

Die chemische Struktur von Kieselsäure bildet einen Tetraeder. Es besteht aus einem zentralen Siliziumatom, das von vier Sauerstoffatomen umgeben ist, an die sich das zentrale Atom bindet. Die um diese Anordnung herum gezeichnete geometrische Figur hat vier Seiten, wobei jede Seite ein gleichseitiges Dreieck ist – aTetraeder. Um sich das vorzustellen, stellen Sie sich ein dreidimensionales Kugel-Stab-Modell vor, in dem drei Sauerstoffatome ihr zentrales Siliziumatom hochhalten, ähnlich wie die drei Beine eines Hockers, wobei das vierte Sauerstoffatom direkt über dem zentralen Atom ragt.

Oxidation

Chemisch funktioniert das Silica-Tetraeder so: Silizium hat 14 Elektronen, von denen zwei den Kern in der innersten Schale umkreisen und acht die nächste Schale füllen. Die vier verbleibenden Elektronen befinden sich in ihrer äußersten 'Valenz' -Schale, wodurch vier Elektronen fehlen, wodurch in diesem Fall a entsteht Kation mit vier positiven Ladungen. Die vier äußeren Elektronen werden leicht von anderen Elementen ausgeliehen. Sauerstoff hat acht Elektronen, so dass zwei von einer vollen zweiten Schale fehlen. Sein Hunger nach Elektronen macht Sauerstoff so stark Oxidationsmittel , ein Element, das in der Lage ist, Substanzen dazu zu bringen, ihre Elektronen zu verlieren und sich in einigen Fällen zu zersetzen. Zum Beispiel ist Eisen vor der Oxidation ein extrem starkes Metall, bis es Wasser ausgesetzt wird, in welchem ​​Fall es Rost bildet und sich zersetzt.

Als solches passt Sauerstoff hervorragend zu Silizium. Nur bilden sie in diesem Fall eine sehr starke Bindung. Jeder der vier Sauerstoffatome im Tetraeder teilt sich ein Elektron vom Siliziumatom in einer kovalenten Bindung, sodass das resultierende Sauerstoffatom ein ist Anion mit einer negativen Ladung. Daher ist der Tetraeder als Ganzes ein starkes Anion mit vier negativen Ladungen, SiO₄^4-.

Silikatmineralien

Das Silica-Tetraeder ist eine sehr starke und stabile Kombination, die sich leicht in Mineralien verbindet und Sauerstoff an ihren Ecken teilt. Isolierte Silica-Tetraeder kommen in vielen Silikaten wie Olivin vor, wo die Tetraeder von Eisen- und Magnesiumkationen umgeben sind. Tetraederpaare (SiO₇) kommen in mehreren Silikaten vor, von denen das bekannteste wahrscheinlich Hemimorphit ist. Ringe von Tetraedern (Si₃Ö₉oder Si₆Ö₁₈) kommen im seltenen Benitoit bzw. im gemeinen Turmalin vor.

Die meisten Silikate sind jedoch aus langen Ketten und Schichten und Gerüsten aus Silica-Tetraedern aufgebaut. Das Pyroxene und Amphibole haben Einzel- bzw. Doppelketten aus Silica-Tetraedern. Blätter aus verknüpften Tetraedern bilden die Glimmer , Tone und andere Schichtsilikatmineralien. Schließlich gibt es Gerüste aus Tetraedern, bei denen jede Ecke gemeinsam ist, was zu einem SiO führt_zweiFormel. Quarz und die Feldspäte sind die bekanntesten Silikatminerale dieser Art.

Angesichts der Verbreitung der Silikatmineralien kann man mit Sicherheit sagen, dass sie die Grundstruktur des Planeten bilden.