سیلیکات

سیلیکات ( SiO۴۴ - ) یک ترکیب شیمیایی با بار منفی از سیلیسیم است بیشتر سیلیکات ها، اکسیدی اند اما علاوه بر آن ها، هگزافلوئوروسیلیکات ( ۲− ) هم گونه ای دیگر از سیلیکات ها است. این دو دسته تنها گونه های سیلیکات ها نیستند. بیشتر سیاره های سنگی، ماه های سنگی، سیارک ها و البته پوستهٔ زمین از سیلیکات ها ساخته شده اند. ماسه، سیمان پورتلند و هزاران کانی در زمین نمونه هایی از این ماده اند.
ترکیب های سیلیکاتی و از جملهٔ آن ها کانی های سیلیکات همگی از آنیون سیلیکات ساخته شده اند که بار منفی آن ها با یک کاتیون خنثی شده است. کاتیون های گوناگونی سازندهٔ این ترکیب ها است.
در بیشتر سیلیکات ها و البته در کانی های سیلیکات، سیلیسیم، ساختار چهاروجهی به خود می گیرد و با چهار اکسیژن در چهار سویش دربر گرفته می شود. در این ساختار پیوندهای شیمیایی از قاعدهٔ هشت تایی پیروی می کند. گاهی چهاروجهی ها به صورت SiO۴۴ - های جدا در مرکز ساخته می شوند ولی بیشتر دیده شده که از راه های گوناگون به هم پیوسته اند برای نمونه به صورت جفت جفت ( Si۲O۷۶ - ) یا به صورت حلقه ای ( Si۶O۱۸۱۲ - ) . معمولاً آنیون های سیلیکات به صورت تک زنجیره ای، دو زنجیره ای، صفحه ای یا در ساختارهای سه بُعدی اند. بیشتر این ترکیب ها در شرایط معمولی، در آب، بسیار کم محلول اند.
سیلیکات ها در حالت جامد فراوان اند اما در حالت محلول کمتر دیده شده اند. آنیون SiO۴۴ - باز مزدوج سیلیسیک اسید است. محلول های سیلیکات بیشتر به صورت آمیخته با دسته سیلیکات های فشرده و به صورت جزئی پروتون دار شده دیده می شوند. [ ۱]
سیلیکات ها بیشتر در هندسهٔ چهاروجهی به دور سیلیسیم شناخته می شوند با این حال می توانند شکل های بالاتر را هم بپذیرند. یک نمونهٔ شناخته شدهٔ آن هگزافلوئوروسیلیکات ( SiF۶۲ - ) است که ساختاری هشت وجهی دارد. در فشارهای بسیار بالا حتی SiO۲ هم چنین هندسه ای را می پذیرد، در کانی استیشویت چنین است که در آن یک چندریختی سیلیس با چگالی بالا در گوشتهٔ پایینی زمین یافت می شود. چنین ساختاری در اثر یک برخورد ناگهانی یک شهاب سنگ پدید آمده است. سیلیسیم هشت وجهی در قالب هگزاهیدروکسی سیلیکات ۲− در تائوماسیت دیده شده است. چنین کانی در طبیعت بسیار کمیاب است اما در هنگام ساخت سیمان و بتن در میان کلسیم سیلیکات هیدرات ساخته می شود.

سیلیکات (silicate)
هر کانی از گروه کانی های حاوی سیلیسیومو اکسیژن، به شکل واحدهای چهاروجهی، با فرمول SiO۴. این کانی ها به روش های گوناگون به هم متصل می شوند تا انواع ساختاری خاصی را تشکیل دهند. سیلیکات ها مهم ترین کانی های سنگ سازند. اغلب سنگ ها، کاملاً یا تا حدودی، از سیلیکات ها تشکیل می شوند، استثناءِ مهم در این میان سنگ آهک است. شیشه کانی چند سیلیکات پیچیده ای است که آن را تولید می کنند و عناصر دیگری، ازجمله بور در شیشۀ بوروسیلیکاتی، نیز به آن می افزایند. در ساختار سیلیکات ها، کاتیونهای اضافی، به ویژهCa۲+ , Mg۲+ , Fe۲+ , Al۳+ , K+ , Na+ وجود دارد، اما کوارتز و سایر چندریخت هایSiO۲ نیز سیلیکات تلقی می شوند. استیشوویت شکلی از SiO۲ است که تحت فشار زیاد تشکیل می شود و از استثناهای نادری است که در آن سیلیس و اکسیژن آرایش چهاروجهی ندارند. در اورتوسیلیکات ها، همۀ اکسیژن ها با کاتیون هایی مانند Mg۲+یا Fe۲+ پیوند یونی دارند و بین چهاروجهی ها به اشتراک گذاشته نمی شوند. اولیوین از این جمله است. در بقیۀ ساختارهای سیلیکاتی، اکسیژن تا حدودی بین چهاروجهی های مجاور به اشتراک گذاشته می شود. مثلاً، بریل سیلیکاتی حلقوی است که در آن چهاروجهی ها با به اشتراک گذاشتن اکسیژن دایره تشکیل می دهند. پیروکسنها سیلیکات های زنجیرهای ساده ای اند که در آن ها زنجیرها از اتصال چهاروجهی ها در یک جهت، در سراسر ساختار، تشکیل می شوند. آمفیبول ها به پیروکسن ها شبیه اند، اما زنجیره های چهاروجهی های آن ها مضاعف است. در میکاها، که سیلیکات های ورقهای اند، چهاروجهی ها به هم متصل می شوند تا ورقه های پیوسته ای تشکیل دهند که روی هم انباشته می شوند. سیلیکات های داربستی، مانند فلدسپات ها و کوارتز، بر اساس داربست های سه بعدی از چهاروجهی هایی تشکیل می شوند که در آن ها همۀ اکسیژن ها به اشتراک گذاشته شده اند.