Minerale di silice, una qualsiasi delle forme di biossido di silicio (SiO 2), tra cui quarzo, tridimite, cristobalite, coesite, stishovite, lechatelierite e calcedonio. Vari tipi di minerali di silice sono stati prodotti sinteticamente; uno è keatite.
Considerazioni generali
I minerali di silice costituiscono circa il 26 percento della crosta terrestre in peso e sono secondi solo ai feldspati nell'abbondanza di minerali. La silice libera si presenta in molte forme cristalline con una composizione molto simile a quella del biossido di silicio, il 46,75% in peso di silicio e il 53,25% di ossigeno. Il quarzo è di gran lunga la forma più comune. La tridimite, la cristobalite e l'opale minerale di silice idrata non sono comuni e solo poche località hanno riportato silice vetrosa (vetrosa), coesite e stishovite. Diverse altre forme sono state prodotte in laboratorio ma non sono state trovate in natura.
Proprietà fisiche e chimiche
Le strutture cristallografiche dei minerali di silice, ad eccezione della stishovite, sono matrici tridimensionali di tetraedri collegati, ciascuna costituita da un atomo di silicio coordinato da quattro atomi di ossigeno. I tetraedri sono generalmente abbastanza regolari e le distanze del legame silicio-ossigeno sono 1,61 ± 0,02 Å. Le principali differenze sono legate alla geometria dei collegamenti tetraedrici, che può causare piccole distorsioni all'interno dei tetraedri di silice. L'alta pressione costringe gli atomi di silicio a coordinarsi con sei atomi di ossigeno, producendo ottaedri quasi regolari nella struttura stishovite.
I minerali di silice allo stato puro sono incolori e trasparenti e hanno una lucentezza vetrosa. Sono non conduttori di elettricità e sono diamagnetici. Tutti sono duri e forti e falliscono a causa di una fragile frattura sotto uno stress imposto.
Alcune importanti proprietà fisiche dei minerali di silice sono confrontate nella tabella. Tutti tranne tridimite bassa e coesite (tra le varietà cristalline) hanno una simmetria relativamente elevata. Esiste una relazione lineare tra i valori di gravità specifici elencati nella Tabella e la media aritmetica degli indici di rifrazione (misure della velocità della luce che viene trasmessa in diverse direzioni cristallografiche) per i minerali di silice composti da tetraedri collegati. Questa relazione non si estende allo stishovite perché non è costituita da tetraedri di silice. La melanoflogite è notevole perché traccia sul grafico al di sotto della silice vetrosa. I pesi specifici dei minerali di silice sono inferiori a quelli della maggior parte dei minerali di silicato di colore scuro associati a loro in natura; in generale, le rocce di colore più chiaro hanno un peso specifico inferiore per questo motivo. I minerali di silice sono insolubili o moderatamente solubili in acidi forti tranne l'acido fluoridrico, in cui esiste una correlazione tra gravità specifica e solubilità.
Alcune proprietà fisiche dei minerali di silice
| fase | simmetria | peso specifico | durezza |
|---|---|---|---|
| quarzo (alfa-quarzo) | esagonale; trapezoedrico trigonale | 2.651 | 7 |
| alto quarzo (beta-quarzo) | esagonale; trapezoedrico esagonale | 2,53 a 600 gradi Celsius | 7 |
| bassa tridimite | monoclino? | 2.26 | 7 |
| alta tridimite | ortorombico | 2,20 a 200 gradi Celsius | 7? |
| basso cristobalite | tetragonale | 2.32 | 6-7 |
| alta cristobalite | isometrico | 2,20 a 500 gradi Celsius | 6-7 |
| keatite | tetragonale | 2,50 | ? |
| coesite | monoclino | 2.93 | 7.5 |
| stishovite | tetragonale | 4.28 | ? |
| silice vetrosa | amorfo | 2.203 | 6 |
| opale | scarsamente cristallino o amorfo | 1,99-2,05 | 5½-6½ |
