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silicàto

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sm. [sec. XIX; da silic(io)+ -ato]. Composto chimico che presenta la struttura di sale dell'acido silicico, e cioè di sale degli ossoacidi del silicio. I silicati naturali costituiscono un vasto gruppo di minerali che entrano nella composizione di numerosissime rocce della litosfera, eruttive, metamorfiche e sedimentarie. I termini puri, di composizione chimica costante, sono però rari, perché i silicati formano con facilità miscele isomorfe con ampi limiti di variabilità. La loro classificazione chimica è quindi piuttosto complessa, anche perché esistono difficoltà di analisi per l'impossibilità di portare i silicati direttamente in soluzione. La vecchia suddivisione che, su base chimica, distingueva i silicati in orto-, meta- e trisilicati considerandoli come sali, rispettivamente, dell'acido orto-, meta- e trisilicico, è ormai generalmente abbandonata e sostituita con una classificazione su basi strutturali e cristallografiche. I silicati vengono cioè distinti in gruppi, in rapporto alla loro struttura, e quindi ulteriormente divisi in famiglie, in relazione ad affinità genetiche e a rapporti di isomorfismo. Il motivo strutturale fondamentale dei silicati è dato dai gruppi ionici tetravalenti (SiO4), nei quali l'atomo di silicio è al centro di un tetraedro i cui vertici sono occupati da atomi di ossigeno. I tetraedri possono collegarsi direttamente tra di loro solo per i vertici, in modo cioè che un ossigeno sia comune a due tetraedri, ma possono anche rimanere isolati nell'edificio cristallino e in questo caso la saldatura tra i gruppi si realizza tramite altri atomi. In alcuni tetraedri il silicio, tetravalente, può essere sostituito dall'alluminio, trivalente (allumosilicati o silicati alluminiferi); restano così a disposizione delle cariche negative che vengono saturate da cationi (K, Na, Ba, Ca ecc.).

Classificazione

In base alla disposizione e alle modalità di collegamento tra i tetraedri nella struttura cristallina (a isole, a gruppi isolati, a prevalente sviluppo unidimensionale, a strati a sviluppo bidimensionale, a impalcature tridimensionali) i silicati si distinguono, rispettivamente, in nesosilicati, sorosilicati e ciclosilicati, inosilicati, fillosilicati, tectosilicati. I nesosilicati sono caratterizzati da tetraedri che rimangono isolati (struttura a isole) e sono collegati tra loro da cationi che saturano le valenze negative degli atomi di ossigeno. Famiglie caratteristiche di questo gruppo sono le olivine, i granati, gli epidoti; altri nesosilicati importanti sono lo zircone, il topazio, la titanite, la cianite, l'andalusite e la sillimanite (questi ultimi tre alluminiferi); nei sorosilicati e ciclosilicati, i tetraedri si associano in gruppi che rimangono però isolati uno dall'altro. I gruppi sono formati da due tetraedri accoppiati (sorosilicati) o da anelli di tre, quattro, sei tetraedri uniti per i vertici: nel primo caso si ha la formazione del gruppo ionico (Si₂O7)6- che si ripete periodicamente; nei ciclosilicati invece la ripetizione riguarda i gruppi

Minerali caratteristici sono, rispettivamente, l'emimorfite, o calamina, e gli epidoti; la benitoite, la tormalina e il berillio. Negli ionosilicati i gruppi tetraedrici sono collegati direttamente tra loro a formare catene sviluppate prevalentemente in una direzione. Le catene possono essere semplici (aperte) con rapporto Si:O=1:3 oppure doppie (chiuse), ad anelli, con rapporto Si:O=4:11; il legame tra le singole catene è dato da cationi. Minerali caratteristici di questo gruppo sono i pirosseni con gruppo anionico (Si₂O6)4- e gli anfiboli con gruppo anionico (Si4O₁₁)6-. I fillosilicati sono caratterizzati da reticolati piani, costituiti da gruppi tetraedrici uniti ad anello esagonale, disposti a strati. In ogni anello si ha il rapporto Si:O=2:5 con possibilità di gruppi anionici (Si₂O₂)2- e (Si4O₁0)4-; inoltre in questi silicati il silicio è spesso sostituito parzialmente dall'alluminio. Il collegamento tra strato e strato è dato da cationi che si uniscono agli ossigeni a valenza libera; in alcuni ionosilicati possono anche essere presenti tra gli strati gruppi ossidrilici e molecole d'acqua. Sono minerali con abito tabulare o lamellare e facile sfaldatura basale; fillosilicati caratteristici sono le miche, il talco, le cloriti, l'amianto e i minerali delle argille. I tectosilicati sono silicati in cui i gruppi tetraedrici sono direttamente collegati tra loro su tutti i vertici in modo da formare un reticolo compatto simile a quello del quarzo. In quasi tutti i tectosilicati, l'allumino sostituisce in parte il silicio; in questo modo i gruppi tetraedrici non sono più saturi e si hanno a disposizione cariche libere (a seconda del rapporto tra Si e Al) che sono saturate da cationi. Minerali tipici di questo gruppo sono i feldspati e i feldspatoidi.

Bibliografia

A. W. Groves, Silicate Analysis, Londra, 1951; B. Mason, Principles of Geochemistry, New York, 1952; J. G. Vail, J. H. Wills, Soluble Silicates, their Properties and Uses, 1952; W. Ford, Dana's Text Book of Mineralogy, New York, 1962; W. Hinz, Silikate, Einführung in Theorie und Praxis, Berlino, 1963; H. Strunz, Mineralogische Tabellen, Lipsia, 1970; A. Miller, G. Davis, Silicates: Their Properties, Londra, 1978.