Geología

Bloque II: Silicatos

BLOQUE III: CERAMICAS TRADICIONALES

SILICATOS

Bibliografía • “Química Inorgánica” , Enrique Gutierrez Rios

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Bloque II: Silicatos

Características generales
Estructuras tridimensionales: XRD Эn sólo Estado Sólido Aplicación “industriales” debido a: • Bajo precio • Gran disponibilidad • Propiedades especiales

Construcción, Refractarios (↑↑Pto. Fusión),Catálisis

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Silicatos
Óxidos mixtos de Si y otros Me donde la unidad básica son “tetraedros de SiO44-” que pueden estar aislados o unidos por vértices formando unidades discretas superiores, cadenas, láminas o agrupaciones tridimensionales Estructuras derivadas de empaquetamiento compacta de aniones O2cationes (Si4+, Me, etc) distribuidos en ho y ht

R (O2-) >>>R(cationes) Si-O: enlace 50% iónico-50% covalente Me-O: enlace predominantemente “iónico”

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Aspectos generales (I)
1. Los cationes ocupan, los intersticios que corresponden a su radio R (O2-) = 1.40 Å ⇒ R(ho) =0.78 Å y R(ht) =0.55 Å 2. Cada átm de oxig. es vértice común a diferentes poliedros de coordinación. La carga negativa de cada oxíg. está compensada por la cargade los cationes que ocupan poliedros que tienen dicho oxíg como vértice común (Z+/n)
Ion Radio, Å Coordinación, n Z+/n

Z+/n: Fuerza de enlace M-O
La suma de los valores de todos los cationes que comparten un oxíg.⇒

Be2+ Si4+ Al3+ Mg2+ Ti4+

0.31 0.41 0.50 0.65 0.68

4 4 4 6 6 6

½ 1 3/4 1/2 1/3 2/3

∑ Z+i/ni =2

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Aspectos generales (II)
3. Loscationes ocupan las posiciones más alejadas entre si: ⇒ Eg. Repulsiva mínima
↑↑nº de oxíg. compartidos⇒ disminución d (Me-Me) ⇒ ↑↑↑ Eg. repulsiva ↑↑ Z+ de Me ⇒ ↓↓ coordinación efecto-octaedros >> Enl (Si-O)
Las posiciones ho pueden estar ocupadas por otros Me (Mn2+ y Ca2+), que constituye una de las fases xtalinas de fórmula Ca2SiO4 que se forman en el proceso de endurecimiento del cemento Portland12

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Olivino: (Mg,Fe)2SiO4
Atm (O2- ): Emp. Compacto casi Hexag. Me (Mg, Fe): ho 2 tipos de ho: - 2 caras de 2 tetr - 1 cara y 3 vert. Tetr.

• ↑↑↑ρ (>3) • ↑ dureza (6-7 Mohs) • ↑ Pto. fusión NC(Mg) = 8 NC(Si) = 4
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I) Silicatos con unidades discretas
b) Sorosilicatos: 2 tetr. con vértice común: (Si2O76-) Men+
6/n

Me: une unidadesdiméricas entre sí

Silicato tricálcico hidratado (Ca6Si2O7(OH)6:

oxíg. de los aniones): ⇒ Ca2+ (ho) y OH-

Una de las fases xtalinas del cemento endurecido

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I) Silicatos con unidades discretas
c) Ciclosilicatos: 3 ó 6 tetr. formando anillos: (Si3O96-) Men+ 6/n ó (Si8O1812-) Men+ 12/n Berilo Be3Al2(Si6O18) Be2+ (ht) y Al3+ (ho) unen anillos Anillos formantúneles (R≈ ion O2-)
Tetr. comparten 2 vért.

Adsorción He: procesos radiactivos naturales

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II) Silicatos con unidades lineales o en cadenas (Inosilicatos)
a) Piroxenos: cadenas lineales (tetr. comparten 2 vért.). Me (Mg2+, Ca2+ en ho) unen cadenas // Fórmula general: SiO3Me2/n

+ impte Diopsido: (CaMg)(SiO3) Enl (Si-O) >> Enl (Mg-O y Ca-O)

Prop.méc.: ↓ ↓ enla direcc // a las cadenas ↑ ↑ direcc. ⊥ a cadenas Enstatita: (CaFe)(SiO3) Textura FIBROSA
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Textura fibrosa

Enl (Si-O) >> Enl (Mg-O y Ca-O)

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Piroxenos
Cadenas piroxeno “Ideales” con distancias 5.2 A (2 tetraedros) se hace distorsionado cuando algunos cationes son sustituidos

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17.4 A 7.1 A 5.2 A 12.5 A

Piroxeno 2-tetr.Wollastonita 3-tetr.

Rodonita 5-tetr.

Piroxmangite 7-tetr

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II) Silicatos con unidades lineales o en cadenas (Inosilicatos)
b) Anfiboles: 2 cadenas lineales unidas entre si (tetr. comparten 2 y 3 vért. de manera alternativa ). Fórmula general: Si4O116Tremolita: Ca2Mg5 [Si8O22] (OH)2 Me: unen dobles cadenas y ocupan las posiciones formadas por oxíg. y OH-...