Definirana i objašnjena i tetrahedron silicija

Ogromna većina minerala u stijenama Zemlje, od kore do željezne jezgre, kemijski je klasificirana kao silikati. To silikatni minerali sve se temelji na kemijskoj jedinici nazvanoj tetraedom silicijuma.

Dvije su slične, (ali ni s kime ih ne treba brkati silikon, koji je sintetički materijal). Silicij, čiji je atomski broj 14, otkrio je švedski kemičar Jöns Jacob Berzelius 1824. godine. To je sedmi najbogatiji element u svemiru. Silicij je silicijev oksid - otuda je i drugi naziv, silicij dioksid - i glavna je komponenta pijeska.

Kemijska struktura silike tvori tetraedar. Sastoji se od središnjeg atoma silicija okruženog sa četiri atoma kisika, s kojima se središnji atom veže. Geometrijska figura nacrtana oko ovog rasporeda ima četiri strane, od kojih je svaka strana jednakostranični trokut - a tetraedar. Da biste to zamislili, zamislite trodimenzionalni model kuglice i štapa u kojem tri atoma kisika drže svoje središnji atom silikona, slično kao tri noge stolice, s četvrtim atomom kisika koji stoji gore iznad središnji atom.

Kemijski, tetraedar od silicijevog dioksida djeluje ovako: Silikon ima 14 elektrona, od kojih dva orbite oko jezgre u najgornjoj ljusci, a osam ispunjavaju sljedeću ljusku. Četiri preostala elektrona nalaze se u svojoj najudaljenijoj "valentnoj" ljusci, što mu ostavlja četiri kratka elektrona, stvarajući, u ovom slučaju, katjon s četiri pozitivna naboja. Ostali elementi lako posuđuju četiri vanjska elektrona. Kisik ima osam elektrona, što mu ostavlja dva kratka ljuska pune sekunde. Njegova glad za elektronima je ono što kisik čini tako jakim sredstvo za oksidiranje, element koji može stvoriti tvari gube elektrone i u nekim slučajevima propadaju. Na primjer, željezo prije oksidacije je izuzetno jak metal dok nije izloženo vodi, što u tom slučaju stvara hrđu i propada.

Kao takav, kisik se odlično podudara sa silicijom. Samo, u ovom slučaju, oni stvaraju vrlo jaku vezu. Svaki od četiri kisika u tetraedru dijeli jedan elektron iz atoma silicija u kovalentnoj vezi, tako da rezultirajući atom kisika je anion s jednim negativnim nabojem. Stoga je tetraedar u cjelini jak anion s četiri negativna naboja, SiO₄^4–.

Tetrahedron silicija vrlo je jaka i stabilna kombinacija koja se lako povezuje u minerale i dijeli kisik u njihovim uglovima. Izolirani tetraedri silicijevog dioksida javljaju se u mnogim silikatima, poput olivina, gdje su tetraedri okruženi kationima željeza i magnezija. Parovi tetraedra (SiO)₇) javljaju se u nekoliko silikata, od kojih je najpoznatiji vjerojatno hemimorfit. Prstenovi tetraedra (Si₃O₉ ili Si₆O₁₈) javljaju se u rijetkom benitoitu i uobičajenom turmalinu.

Većina silikata, međutim, izgrađena je od dugih lanaca i limova i okvira od tetrahedra od silicijevog dioksida. pirokseni amfiboli imaju jednostruki i dvostruki lanac tetrahedra od silicijevog dioksida. Listovi povezanih tetraedra čine Tinjci, glina i drugi filosilikatni minerali. Konačno, postoje okviri tetraedra u kojima se dijeli svaki ugao, što rezultira SiO₂ formula. Kvarcni i the Feldspati su najistaknutiji silikatni minerali ove vrste.

S obzirom na prevalenciju silikatnih minerala, sa sigurnošću se može reći da oni čine osnovnu strukturu planeta.