Silica Tetrahedron defineret og forklaret

Langt de fleste mineraler i jordens klipper, fra jordskorpen ned til jernkernen, klassificeres kemisk som silikater. Disse silikatmineraler er alle baseret på en kemisk enhed kaldet silica tetrahedron.

De to er ens, (men ingen af ​​dem skal forveksles med silicone(der er et syntetisk materiale). Silicium, hvis atomnummer er 14, blev opdaget af den svenske kemiker Jöns Jacob Berzelius i 1824. Det er det syvende mest rigelige element i universet. Silica er et oxid af silicium - deraf dets andet navn, siliciumdioxid - og er den primære bestanddel af sand.

Den kemiske struktur af silica danner en tetrahedron. Det består af et centralt siliciumatom omgivet af fire oxygenatomer, som det centrale atom binder sig sammen med. Den geometriske figur, der er trukket omkring dette arrangement, har fire sider, hvor hver side er en ligesidet trekant - a tetraeder. For at forestille dig dette, kan du forestille dig en tredimensionel kugle-og-stick-model, hvor tre oxygenatomer holder deres centralt siliciumatom, ligesom de tre ben på en afføring, med det fjerde iltatom klæber lige op over centrale atom.

Kemisk fungerer silica-tetrahedronen sådan: Silicium har 14 elektroner, hvoraf to kredser om kernen i den inderste skal og otte fylder den næste skal. De fire resterende elektroner er i sin yderste "valens" -skal, hvilket efterlader dem fire elektroner korte, hvilket i dette tilfælde skaber en kation med fire positive afgifter. De fire ydre elektroner er nemt at låne af andre elementer. Oxygen har otte elektroner, hvilket efterlader to uden et fuldt andet skal. Dens sult efter elektroner er det, der gør ilt så stærkt iltningsmiddel, et element, der er i stand til at få stoffer til at miste deres elektroner og i nogle tilfælde nedbrydes. For eksempel er jern inden oxidation et ekstremt stærkt metal, indtil det udsættes for vand, i hvilket tilfælde det danner rust og nedbrydes.

Som sådan er ilt en fremragende match med silicium. Kun i dette tilfælde danner de en meget stærk bånd. Hver af de fire oxygener i tetrahedronen deler en elektron fra siliciumatomet i en kovalent binding, så det resulterende oxygenatom er et anion med en negativ ladning. Derfor er tetrahedronen som helhed en stærk anion med fire negative ladninger, SiO₄^4–.

Silica-tetrahedronen er en meget stærk og stabil kombination, der let forbindes sammen i mineraler, der deler oxygener i deres hjørner. Isoleret silica-tetrahedra forekommer i mange silicater, såsom olivin, hvor tetrahedraen er omgivet af jern- og magnesiumkationer. Par af tetrahedra (SiO₇) forekommer i flere silikater, hvis mest kendte sandsynligvis er hæmimorfit. Ringe af tetraeder (Si₃O₉ eller Si₆O₁₈) forekommer i henholdsvis den sjældne benitoit og den almindelige tourmalin.

De fleste silikater er imidlertid bygget af lange kæder og plader og rammer af silica tetrahedra. Det Pyroxenes og amfiboler har henholdsvis enkelt- og dobbeltkæder af silicatetrahedra. Ark af sammenkoblede tetraedre udgør glimmer, ler og andre phyllosilicate mineraler. Endelig er der rammer af tetrahedra, hvor hvert hjørne deles, hvilket resulterer i en SiO₂ formel. Quartz og feldspars er de mest fremtrædende silikatmineraler af denne type.

I betragtning af udbredelsen af ​​silikatmineraler er det sikkert at sige, at de udgør planetens grundlæggende struktur.