Krzemiany – sole kwasu krzemowego.

Są najliczniejszymi przedstawicielami minerałów :

• ponad 90% skał tworzących skorupę ziemską to krzemiany (60% stanowią skalenie , 12% kwarc , 15% oliwiny , pirokseny i amfibole , a 3% to miki i inne krzemiany).
• pozostałe 10% stanowi reszta minerałów – przeważnie tlenki (4%), oraz węglany (3%).
  

Krzemiany są popularnymi minerałami skałotwórczymi.

W przyrodzie występuje około 500 rodzajów krzemianów, z których 40 to minerały bardzo pospolite. Pozostałe spotykane są rzadko. Krzemiany stanowią około 25% wszystkich znanych rodzajów minerałów.

Budowa

Czworościan SiO₄

Budowa SiO₄. Czerwone kulki - atomy tlenu; szara kulka - atom krzemu

Podwójny łańcuch czworościanów SiO₄ charakterystyczny dla azbestu

Głównym motywem strukturalnym krzemianów są czworościany zbudowane z krzemu znajdującego się w środku i otoczonego czterema atomami tlenu umieszczonymi na wierzchołkach.

• We wszystkich krzemianach są stałe grupy krzemotlenowe [SiO₄] utworzone przez małe atomy krzemu i duże atomy tlenu . Grupa ta ma silne wiązania, co daje jej dużą stabilność. Owe grupy stanowią zasadniczy składnik budowy krzemianów.
• Drugą cechą charakterystyczną krzemianów jest możliwość zastępowania w ich sieciach krystalicznych atomów krzemu przez atomy glinu . Takie krzemiany noszą nazwę glinokrzemianów. Glin dzięki swemu promieniowi jonowemu , może zastępować diadochowo krzem w środku czworościanu, a zarazem zachowując się jak kation, łączyć wiązaniami jonowymi tak jak inne metale.
  

Czworościany utworzone przez grupę [SiO₄]mogą łączyć się narożami, mając jeden, dwa, trzy lub cztery wspólne atomy tlenu, zależnie od tego, czy łączą się z jednym, dwoma, trzema czy czterema czworościanami (w taki sposób, że dwie grupy mają wspólny tylko jeden atom tlenu. Powstają w ten sposób łańcuchy, które wiążą kationy metali przez zneutralizowanie ładunków elektrycznych.

Z kolei kationy, w zależności od rozmiarów jonów, mają zdolność wzajemnego zastępowania się, tworząc szeregi izomorficzne.

Złożoność struktur tetraedrycznych zależy głównie od temperatury, w jakiej powstaje minerał. W wysokiej temperaturze tworzą się izolowane czworościany ( oliwiny ) lub krótkie łańcuchy. W miarę spadku temperatury układ ten komplikuje się, tworząc w końcu trójwymiarowy szkielet ( kwarc ).

Systematyka krzemianów

Przykłady krzemianów

• krzemiany wyspowe : willemit , oliwiny , granat , cyrkon , andaluzyt , sylimanit , dysten = kyanit , topaz , staurolit , sfen – tytanit
• krzemiany grupowe : hemimorfit , zoisyt , epidot , wezuwian , prehnit
• krzemiany pierścieniowe : aksynit , beryl , turmalin , dioptaz
• krzemiany łańcuchowe : enstatyt , diopsyd , spodumen , rodonit , wollastonit ,
• krzemiany wstęgowe : antofyllit , tremolit , hornblenda
• krzemiany warstwowe : serpentyn , talk , muskowit , biotyt , kaolinit , illit , montmorillonit
• krzemiany szkieletowe : kwarc , opal , skalenie , ortoklaz , plagioklazy , skaleniowce , nefelin , leucyt , lazuryt , zeolity natrolit , heulandyt .

Bibliografia

• Podręczny Leksykon Przyrodniczy – Minerały i kamienie szlachetne
• Atlas mineralogii
• Leksykon Przyrodniczy – Minerały
• R. Hochleitner – Minerały i kryształy
• W. Heflik, L. Natkaniec – Nowak – Minerały Polski

Zobacz też

• mineralogia
• petrografia