Szilícium-dioxid ásvány, a szilícium-dioxid (SiO 2) bármely formája, ideértve a kvarcot, tridimitet, krisztobalitot, koeszitet, sztiszvitet, lechatelierit és kalcedont. Szintetikusan különféle szilícium-dioxid ásványokat állítottak elő; az egyik keatit.
Általános megfontolások
A szilícium-dioxid-ásványok a Föld kéregének körülbelül 26% -át teszik ki, és ásványi mennyiségben csak a földpárokat tekintve második. A szabad szilícium-dioxid sok kristályos formában fordul elő, a kompozíció nagyon közel áll a szilícium-dioxidhoz, 46,75 tömeg% szilícium és 53,25 tömeg% oxigén. A kvarc messze a leggyakrabban előforduló forma. A tridimit, a krisztobalit és a vízmentes szilícium-dioxid ásványi opál ritka, és az üvegszerű (üveges) szilícium-dioxidot, a koeszitet és a sztiszovitet csak néhány helyről számoltak be. Számos más formát állítottak elő a laboratóriumban, de a természetben nem találtak meg.
Fizikai és kémiai tulajdonságok
A szilícium-dioxid-ásványok kristálylográfiai struktúrái, a sztisavit kivételével, összekapcsolt tetraéderek háromdimenziós tömbjei, amelyek mindegyike szilícium atomból áll, amelyet négy oxigénatom koordinál. A tetraéderek általában meglehetősen szabályosak, és a szilícium-oxigén kötési távolság 1,61 ± 0,02 Å. Az alapvető különbségek a tetraéderes kötések geometriájához kapcsolódnak, ami kis torzulásokat okozhat a szilícium-dioxid-tetraéderekben. A nagynyomás arra kényszeríti a szilícium-atomokat, hogy hat oxigénatommal koordinálódjanak, majdnem szokásos oktaédereket állítva elő a sztisavita struktúrában.
A tiszta szilícium-dioxid-ásványok színtelen és átlátszóak, üveges fényűek. Nem vezetnek áramot és diamagnetikusak. Mindegyik kemény és erős, és törékeny törés következtében bekövetkező stressz hatására kudarcot vall.
A szilícium-dioxid ásványok néhány fontos fizikai tulajdonságát összehasonlítják a táblázatban. Az alacsony tridimit és a koesit kivételével (a kristályos fajták között) viszonylag magas szimmetriájúak. Lineáris kapcsolat van a táblázatban felsorolt fajsúly-értékek és a refrakciós mutatók (a különböző kristálytani viszonyok között áthaladó fénysebesség mérésének) aritmetikai átlaga között a kapcsolódó tetraéderekből álló szilícium-dioxid-ásványok között. Ez a kapcsolat nem terjed ki a sztovitra, mivel nem szilícium-dioxid-tetraéderekből áll. A melanoflogit figyelemre méltó, mivel az üveges szilícium-dioxid alatt helyezkedik el a grafikonon. A szilícium-dioxid ásványok fajsúlya kisebb, mint a természetben hozzájuk társított sötét színű szilikát ásványok többségén; általában a világosabb színű kőzetek alacsonyabb fajsúlyúak ezért. A szilícium-dioxid-ásványok nem oldódnak és nem nagyon oldódnak erős savakban, kivéve a hidrogén-fluorid-savat, amelyben összefüggés van a fajsúly és az oldhatóság között.
A szilícium-dioxid ásványok néhány fizikai tulajdonsága
| fázis | szimmetria | fajsúly | keménység |
|---|---|---|---|
| kvarc (alfa-kvarc) | hatszögletű; trigonális trapéz székesegyház | 2,651 | 7 |
| magas kvarc (béta-kvarc) | hatszögletű; hatszögletű trapéz székesegyház | 2,53, 600 Celsius fokon | 7 |
| alacsony tridimit | monoklin? | 2.26 | 7 |
| magas tridimit | rombos | 2,20 200 Celsius fokon | 7? |
| alacsony krisztobalit | négyszögű | 2,32 | 6-7 |
| magas krisztobalit | izometrikus | 2,20 500 Celsius fokon | 6-7 |
| keatite | négyszögű | 2.50 | ? |
| coesite | monoklin | 2,93 | 7.5 |
| stishovite | négyszögű | 4,28 | ? |
| üveges kovasav | amorf | 2.203 | 6 |
| opál | gyengén kristályos vagy amorf | 1,99-2,05 | 5½-6½ |
