Silīcija minerāls, jebkura veida silīcija dioksīds (SiO 2), ieskaitot kvarcu, tridimītu, kristobalītu, kozītu, stisovītu, lechatelierītu un halcedonu. Sintētiski ir ražoti dažādi silīcija dioksīda minerālu veidi; viens ir keatite.
Vispārīgi apsvērumi
Silīcija minerāli veido aptuveni 26 procentus no Zemes garozas pēc svara un minerālu pārpilnībā ir tikai otrajā vietā pēc laukšpata. Brīvais silīcija dioksīds ir sastopams daudzās kristāliskās formās, un tā sastāvs ir ļoti tuvu silīcija dioksīda saturam, 46,75 svara% ir silīcijs un 53,25 procenti skābekļa. Kvarcs ir līdz šim visbiežāk sastopamā forma. Tridimīts, kristobalīts un ūdensūdens silīcija minerālu opāls ir reti sastopami, un tikai dažās vietās ziņots par stiklveida (stiklveida) silīcija dioksīdu, kozītu un stisovītu. Vairākas citas formas ir ražotas laboratorijā, bet dabā nav atrasts.
Fizikālās un ķīmiskās īpašības
Silīcija dioksīda minerālu, izņemot stishovītu, kristalogrāfiskās struktūras ir savienotu tetraedru trīsdimensiju bloki, no kuriem katrs sastāv no silīcija atoma, kuru koordinē četri skābekļa atomi. Tetraedroni parasti ir diezgan regulāri, un silīcija-skābekļa saites attālumi ir 1,61 ± 0,02 Å. Galvenās atšķirības ir saistītas ar tetraedrisko saišu ģeometriju, kas var izraisīt nelielus kropļojumus silīcija dioksīda tetraedros. Augstspiediens liek silīcija atomiem koordinēties ar sešiem skābekļa atomiem, kas stishovīta struktūrā rada gandrīz regulārus oktaedrus.
Tīri silīcija dioksīda minerāli ir bezkrāsaini un caurspīdīgi, un tiem ir stiklveida spīdums. Tie nav elektrības vadītāji un ir diamagnētiski. Visi ir smagi un spēcīgi, un tie cieš trausla lūzuma ietekmē.
Dažas svarīgas silīcija dioksīda minerālu fizikālās īpašības salīdzinātas tabulā. Visiem, izņemot zemu tridimītu un kozītu (starp kristāliskajām šķirnēm), ir salīdzinoši augsta simetrija. Silīcija dioksīda minerāliem, kas sastāv no saistītiem tetraedriem, ir lineāra sakarība starp tabulā uzskaitītajām īpatnējām gravitācijas vērtībām un refrakcijas indeksu aritmētisko vidējo (gaismas ātruma mērījumi, kas tiek raidīti dažādos kristalogrāfiskos virzienos) aritmētisko vidējo. Šīs attiecības neattiecas uz stisovītu, jo to nesastāv no silīcija dioksīda tetraedriem. Melanoflogīts ir ievērojams, jo diagrammā tas atrodas zem stiklveida silīcija. Silīcija dioksīda minerālu īpatnējie graudi ir mazāki nekā dabā sastopamajiem tumšās krāsas silikātu minerāliem; parasti gaišākas krāsas iežiem šī iemesla dēļ ir zemāks īpatnējais svars. Silīcija dioksīda minerāli nešķīst līdz vāji šķīst stiprās skābēs, izņemot fluorūdeņražskābi, kurā pastāv korelācija starp īpatnējo svaru un šķīdību.
Dažas silīcija dioksīda minerālu fizikālās īpašības
| fāze | simetrija | īpaša gravitāte | cietība |
|---|---|---|---|
| kvarcs (alfa-kvarcs) | sešstūrains; trigonālā trapecveida katedrāle | 2.651 | 7 |
| augsts kvarcs (beta-kvarcs) | sešstūrains; sešstūra trapecveida katedrāle | 2,53 pie 600 grādiem pēc Celsija | 7 |
| zems tridimīts | monoklinika? | 2.26 | 7 |
| augsts tridimīts | ortorombisks | 2.20 pie 200 grādiem pēc Celsija | 7? |
| zems kristobalīts | tetragonāls | 2.32 | 6–7 |
| augsts kristobalīts | izometriski | 2.20 pie 500 grādiem pēc Celsija | 6–7 |
| keatīts | tetragonāls | 2.50 | ? |
| coesite | monoklinika | 2.93 | 7.5 |
| stishovite | tetragonāls | 4.28 | ? |
| stiklveida silīcija dioksīds | amorfs | 2.203 | 6 |
| opāls | slikti kristālisks vai amorfs | 1.99–2.05 | 5½ – 6½ |
