Mineral silika

Mineral silika, salah satu bentuk silikon dioksida (SiO ₂), termasuk kuarza, tridymite, cristobalite, coesite, stishovite, lechatelierite, dan chalcedony. Pelbagai jenis mineral silika telah dihasilkan secara sintetik; satu adalah keatite.

Pertimbangan umum

Mineral silika membentuk kira-kira 26 peratus kerak Bumi mengikut berat dan berada di kedudukan kedua setelah feldspars dalam jumlah mineral yang banyak. Silika bebas berlaku dalam banyak bentuk kristal dengan komposisi yang sangat hampir dengan silikon dioksida, 46.75 peratus beratnya adalah silikon dan 53.25 peratus oksigen. Quartz adalah bentuk yang paling kerap berlaku. Tridymite, cristobalite, dan opal mineral silika hidrat tidak biasa, dan silika, coesite, dan stishovite vitreous (kaca) dilaporkan hanya dari beberapa kawasan. Beberapa bentuk lain telah dihasilkan di makmal tetapi tidak dijumpai di alam semula jadi.

Sifat fizikal dan kimia

Struktur kristalografi mineral silika, kecuali stishovite, adalah susunan tiga dimensi tetrahedron berkait, masing-masing terdiri daripada atom silikon yang diselaraskan oleh empat atom oksigen. Tetrahedron biasanya cukup biasa, dan jarak ikatan silikon-oksigen adalah 1.61 ± 0.02 Å. Perbezaan prinsip berkaitan dengan geometri hubungan tetrahedral, yang boleh menyebabkan penyimpangan kecil dalam tetrahedron silika. Tekanan tinggi memaksa atom silikon berkoordinasi dengan enam atom oksigen, menghasilkan oktahedron hampir biasa dalam struktur stishovite.

Mineral silika apabila tulen tidak berwarna dan telus dan mempunyai kilau vitreous. Mereka bukan konduktor elektrik dan diamagnetik. Semua sukar dan kuat dan gagal akibat patah tulang rapuh di bawah tekanan yang dikenakan.

Sebilangan sifat fizikal mineral silika penting dibandingkan dalam Jadual. Semua kecuali tridymite dan coesite rendah (antara jenis kristal) mempunyai simetri yang tinggi. Terdapat hubungan linier antara nilai gravitasi spesifik yang disenaraikan dalam Jadual dan aritmetik indeks pembiasan (ukuran halaju cahaya yang dipancarkan dalam arah kristalografi yang berbeza) untuk mineral silika yang terdiri daripada tetrahedron yang dihubungkan. Hubungan ini tidak merangkumi stishovite kerana tidak terdiri daripada silika tetrahedron. Melanophlogite terkenal kerana plot di bawah silika vitreous pada grafik. Graviti tertentu mineral silika kurang daripada kebanyakan mineral silikat berwarna gelap yang berkaitan dengannya; secara amnya, batuan yang berwarna lebih terang mempunyai graviti spesifik yang lebih rendah untuk alasan ini. Mineral silika tidak larut hingga larut dalam asid kuat kecuali asid hidrofluorik, di mana terdapat hubungan antara graviti dan kelarutan tertentu.

Beberapa sifat fizikal mineral silika

fasa	simetri	graviti tertentu	kekerasan
kuarza (alpha-kuarza)	heksagon; trapezohedral trigonal	2.651	7
kuarza tinggi (beta-kuarza)	heksagon; trapezohedral heksagon	2.53 pada suhu 600 darjah celcius	7
tridymite rendah	monoklinik?	2.26	7
tridymite tinggi	orthorhombik	2.20 pada suhu 200 darjah celcius	7?
cristobalite rendah	tetragonal	2.32	6–7
kristobalit tinggi	isometrik	2.20 pada suhu 500 darjah celcius	6–7
keatite	tetragonal	2.50	?
bersatu	monoklinik	2.93	7.5
stishovite	tetragonal	4.28	?
silika vitreous	amorf	2.203	6
opal	kurang berkristal atau amorf	1.99–2.05	5½ – 6½