Silica Tetrahedron Definováno a vysvětleno

Převážná většina minerálů v zemských horninách, od kůry po železné jádro, je chemicky klasifikována jako silikáty. Tyto silikátové minerály všechny jsou založeny na chemické jednotce zvané tetrahedron křemíku.

Oba jsou si podobní (ale ani jeden by s nimi neměl být zaměňován) silikon, což je syntetický materiál). Křemík, jehož atomové číslo je 14, objevil švédský chemik Jöns Jacob Berzelius v roce 1824. Je to sedmý nejhojnější prvek ve vesmíru. Oxid křemičitý je oxid křemičitý - tedy jeho další název, oxid křemičitý - a je primární složkou písku.

Chemická struktura oxidu křemičitého tvoří čtyřstěn. Skládá se z centrálního atomu křemíku obklopeného čtyřmi atomy kyslíku, se kterým se centrální atom váže. Geometrický obrázek nakreslený kolem tohoto uspořádání má čtyři strany, přičemž každá strana je rovnostranným trojúhelníkem - a čtyřstěn. Abychom si to představili, představte si trojrozměrný model koule a hůlky, ve kterém tři atomy kyslíku drží své atomy centrální atom křemíku, podobně jako tři nohy stoličky, se čtvrtým atomem kyslíku lepícím přímo nad centrální atom.

Chemicky tetrahedron křemíku funguje takto: Křemík má 14 elektronů, z nichž dva obíhají kolem jádra v nejvnitřnější skořápce a osm vyplňuje další skořápku. Čtyři zbývající elektrony jsou ve své nejvzdálenější „valenční“ skořápce, takže jsou čtyři elektrony krátké, což v tomto případě vytváří kation se čtyřmi kladnými náboji. Čtyři vnější elektrony si snadno půjčují jiné prvky. Kyslík má osm elektronů, takže mu zbývá dva krátké druhé plné skořápky. Jeho hlad po elektronech je to, co dělá kyslík tak silným oxidační činidlo, prvek schopný vyrobit látky ztratí své elektrony a v některých případech degraduje. Například železo před oxidací je extrémně silný kov, dokud není vystaven vodě, v tomto případě vytváří rez a degraduje se.

Kyslík jako takový se skvěle hodí k křemíku. Pouze v tomto případě tvoří velmi silné pouto. Každý ze čtyř kyslíků v tetrahedronu sdílí jeden elektron z atomu křemíku v kovalentní vazbě, takže výsledný atom kyslíku je anion s jedním záporným nábojem. Proto je čtyřstěn jako celek silný anion se čtyřmi zápornými náboji, SiO₄^4–.

Tetrahedron křemičitý je velmi silná a stabilní kombinace, která se snadno spojuje dohromady v minerálech a sdílí kyslíky ve svých rozích. Izolovaný tetrahedra oxidu křemičitého se vyskytuje v mnoha silikátech, jako je olivin, kde jsou tetraedry obklopeny kationty železa a hořčíku. Dvojice čtyřstěnů (SiO₇) se vyskytují v několika silikátech, z nichž nejznámější je pravděpodobně hemimorfit. Prsteny tetrahedry (Si₃Ó₉ nebo Si₆Ó₁₈) se vyskytují u vzácného benitoitu a běžného turmalinu.

Většina křemičitanů je však vyrobena z dlouhých řetězů a listů a rámů z oxidu křemičitého. pyroxeny a amfiboly mají jednoduché a dvojité řetězce tetrahedry oxidu křemičitého. Listy spojené tetrahedry tvoří slídy, jíly a jiné fylosilikátové minerály. Nakonec existují kostry tetrahedry, ve kterých je sdílen každý roh a výsledkem je SiO₂ vzorec. Křemen a živci jsou nejvýznamnější silikátové minerály tohoto typu.

Vzhledem k výskytu silikátových minerálů lze s jistotou říci, že tvoří základní strukturu planety.