D'Erdchruste bestot zue yber 90 Prozent, deErdmantel fast vollständig us Silikate. Die hüfigste Silikate in de Erdchruste sin mit 50-60 Volumenprozent d'Feldspäte. Anderi wichtigi gstaibildendi Minerale sinGlimmer,Tonminerale,Amphibole,Pyroxene,Granat unOlivin. S'hüfig MineralQuarz (SiO2) wird in dytschsprochiger Literatur zue de Oxide zellt, im anglo-amerikanische Schrifttum zue de Silikate grechnet.
Alle Silikatminerale isch ä gmainsams Bauprinzip aige, deshalb len si sich relativ aifach in ä systematischi Ornig bringe. D'Grundbaustai vu alle Silikate sin SiO4-Tetraeder. Ä Siliciumatom isch debi vu viir Sürstoffatome umgä. D'Sürstoffatome berüehre sich wäge ihrer Größi, in de Mitti blibt Platz fer s'relativ chlai Siliciumatom (de fri Ruum haißtTetraederlucke).
Ä witteri Aigeschaft vu de Silikate bestot in de Fähigkait vu de Sürstoffatome gliichzittig an verschidene SiO4-Komplexe dailzha. Dorus ergäbe sich näbe isoleerte SiO4-Tetraeder witteri, zämmegsetzte Bauelemente:
isoleerti Tetraeder
Doppeltetraeder
Ringstrukture
Aifach- un Doppelchette
Schichtstrukture
Grüststrukture
Aluminium verhalded sich chemisch ähnlich und cha desSilicium ersetze (substitueere), Silikate, wo säll in dene passeert, nennt merAlumosilikate. Bi Ibau vu Aluminium (Al3+ statt Si4+) in s'Mineralgitter muess e Ladigsusgliich dur Ibau vu wittere positiv gladene Ione (Katione) erfolge. S'Al:Si-Verhältnis cha de Wert 1 nit yberschritte, raini Aluminate chumme in de Natur nit vor.
D'Silikate bilde, wie beraits erwähnt, ä usserst usdähnti Mineralfamilie. Es trätte großi Underschid hisichtlich vu de chemische Zämmesetzig,Kristallsymmetri,Bindigsarte un Struktur vu de Grundbaustai uf. Es besteen dorum verschidini Klassifikationsschemata fer Silikatminerale. D Systematik, wo in Dytschland yblich isch, dailt d'Silikate nooch em Grad vu de Polymerisation vu de SiO4-Tetraeder i.
Bemerkige zu de Schribwiis vu de chemische Summeformle
Ä veraifachti schematischi Formle vu Silikate isch:
.
An d'Stelle vu deSürstoff-Siliciumkomplexe chänneHydroxid- oderFluoridione trätte. D'Position vu "M" wird vu ainem oder mehrere Metallione bis zum Ladigsusgliich besetzt. In s'Gitter vu bsunders wittmaschige Silikate cha auWasser iglageret werre. Wenn ime bestimmte Mineral datsächlich ainigi vu de SixOy-Komplexe dur Ione wie Fluorid (F-) oder Hydroxid (OH-) ersetzt werre, so dütet mer des dur senkrechti Trennstrich im letzte Term vu de Formle a, zum Bispil
InRingsilikate sin d'SiO4-Tetraeder zu isoleerte Driier-, Viirer- un Sechserringe gruppiert. Jedes Siliciumion dailt sich je zwai Süerstoffione mit zwai benoochbarte Tetraeder. Dorus ergäbe sich die folgende Formle fer d'Ringstrukture:
[Si3O9]6-
[Si4O12]8-
[Si6O18]12-.
Beryll (Al2Be3[Si6O18]) unTurmaline ghöre zue de Ringsilikate.
Zue deChettesilikate ghöre zwai wichtigi Gruppe vu gstainsbildende Minerale:Pyroxene unAmphibole. D'Pyroxene bilde aidimensionali Aifachchette, debi ghöre je zwai vu de Sürstoffione gliichzittig zwai Tetraederkomplexe a, worus sich ä Si:O-Verhältnis vu 1:3 ergit (z. B.Diopsid (CaMg[Si2O6]).
Amphibole bilde aidimensionali Doppelchette. Debi sin zwai Aifachchette sitlich yber Bruckesürstoff verbunde. Gegenyber de Aifachchette het zuesätzlich jeder zwait Tetraeder jedere Aifachchette mit sinem jewilige Noochber ä Sürstoffion gmainsam. S'Si:O-Verhältnis bi Doppelchettesilikate betrait 4:11. In sonige silikatische Doppelchette sin Hohlrüüm vorhande, in die (OH)-- un F--Ionen iträtte chänne. In de chemische Summeformle wird s'dur ä vertikale Strich zum Usdruck brocht. Ä Mineral us de Gruppe vu de Amphibole ischAktinolith (Ca2(Mg,Fe)5[(OH)2|Si8O22]).
Dur wittergoendi Polymerisation bilde sich us Chettestrukture zwaidimensionali Schichtstrukture vu SiO4-Tetraeder. Innerhalb vu ere Schicht dailt sich debi jedes Siliciumion dri vu sine Sürstoffione mit sine Noochbere. S'Si:O-Verhältnis vu de Schichtsilikate betrait 2:5. Zwische de SiO4-Schichte befinde sich Hohlrüüm die mit (OH)-- un F--Ione besetzt werre chönne.
D'Schichtsilikate besitze ä wittergoendi Systematik un werre underdailt in Zwai- un Drischichtsilikate, ä witteri Underdailig berucksichtigt d'Strukture un Ione, wo sich zwische zwai Tetraederschichte befinde.
Zue de Schichtsilikate ghöre Mineralgruppe wieGlimmer,Talk,Serpentin unTonminerale wieVermiculit, Bispile sinMuskovit (ä Drischichtsilikat) (KAl2[(OH)2|AlSi3O10]) un Kaolinit (ä Zwaischichtsilikat) (Al4[(OH)8|Si4O10].
BiGrüstsilikate ghört jedes Sürstoffion glichzittig zwai benoochberte Tetraeder a. Dodur entsten dridimensionali Netzstrukture. Es ergit sich die chemisch Summeformle SiO2; des ischQuarz. Fer witteri Grüstsilikate muess Silicium dur Aluminium ersetzt werre. De Ladigsusgliich erfolgt dur Ilagerig vuKatione. Zue de Grüstsilikate ghöre d'Feldspäte un Feldspatverträtter, ä wäge ihrer Hüfigkait usserordentlich wichtigi Gruppe vu Minerale. Bispile sin Minerale us de Mischraihe vu dePlagioklase (Albit - Anorthit): (NaAlSi3O8 - CaAl2Si2O8).
In s'wittmaschig Gitternetz vu ainigeFeldspatverträtter chänne sogar großiMoleküle wieH2O igbaut werre. Bi hocher Temperatur entwiicht s'Wasser, wird aber bi nidriger Temperatur in mit Wasserdampf gsättigter Umgäbig wiider insKristallgitter ibaut. Sälli wasserhaltige Minerale ghöre zue de Gruppe vu deZeolithe (z. B.Natrolith (Na2[Al2Si3O10]*nH2O).
Opal isch amorphs Siliciumdioxid mit iglagertem Wasser (SiO2 * nH2O). Er wird wie Quarz vu ainige Autore zue deOxidminerale gstellt. Die hochstrukturirte Schale vuChiselalge (Diatomee) un vuStrahledeerli (Radiolaria) sin us amorphem Siliciumdioxid (SiO2) ufbaut.
Sälli Idailig berueht hauptsächlich uf de chemische Zämmesetzig vum Silikat un siner Kristallmorphologi, lueg witter unde de Punkt "Witteri Literatur".
Vili Silikate werre industriell gfertigt. Do sin an prominentister Stell d'Gläser z'nenne. Sälli werre in de Regel us Quarzsand (SiO2) un Metalloxide ime Glasschmelzofe hergstellt (z. B. Fa. Schott / Mainz[1]).
In Wasser löslichi Gläser, sognenntiWassergläser, werre ebeso us Quarzsand (SiO2) un Metalloxide (do: Na2O - z. B. als Soda Na2CO3 oder K2O) ime Glasschmelzofe hergstellt (z. B. Fa. Cognis / Düsseldorf[2]).
Us Wasserglas werre großtechnisch dur Reaktion mit Süre u. a. Gele, Chiselsüri, Silikate un Zeolithe hergstellt.
Gele (Silicagel) erhaldet mer dur Reaktion vu Wasserglas mit Schwäfelüri under süre Reaktionsbedingige (z. B. Fa. Grace / Worms[3]).
Wird d'Reaktion under basische Bedingige durgfüehrt erhaldet mer sognennti "gfällti"Chiselsüre (z. B. Fa. Degussa / Wesseling[4]).
Silikate erhaldet mer dur Reaktion vu Wasserglas mit süre Metallsalze (z. B. Aluminiumsulfat).
Talk isch viilsitig verwendbar. Er wird in de Farbe- un Glasindustri un als Schmirmiddel verwendet. Als gmahlener Grundstoff (noTalcum gnennt) isch er in vile Kosmetika enthalde un bestimmti Sportler, Turner ribe ihri Händ demit i, um nit abzglide.
Asbest (Chrysotil)isch wäge siner Isoleer-, Dämm- un firfeste Aigeschafte bim Baue verwendet worre, aber wäge gsundhaitsschädigende Näbewirkige middlerwili us de Modi chu. Zue de Herstellig vu firfeste un korrosionsbeständige Werchstoffe sin au d'Minerale Zirkon, Muscovit, Andalusit, Sillimanit un Disthen gaignet.
Kaolinit isch ä wichtige Raustoff fer d'Keramikindustri z. B. fer d'Herstellig vu firfeste Tigel un vu Mure- un Dachziegle.
Zeolithe finde Verwendig als Ionentuscher (so gnennti Molekularsib) un als Phosphat-Ersatz zue de Enthärtig vu Wasser inWeschmiddel, inZirwaiher, um im Wasser Nährstoff z'entziege, verhinderetEutropheerig, sogar als Nahrigsergänzig zue de "Entschlackig".
Nanosilikate aigne sich wäge ihrer große Oberflächi unAdsorptionsfähigkait als Träger ferKatalysatormaterialie oder medizinischi Wirkstoffe. Do wird d'Herstellig im großtechnische Maßstab noch erforscht; ersti Durchbrüch sin mit deStöbersilikaten erraicht worre, die im Labormaßstab hergstellt werre chänne.
W. E. Tröger (1952):Optische Bestimmung der gesteinsbildenden Minerale, Teil 1: Bestimmungstabellen. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart, 4. Auflage.
W. E. Tröger (1967):Optische Bestimmung der gesteinsbildenden Minerale, Teil 2: Textband. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart, ?. Auflage.
T. Zoltai (1960): Classifikation of silicates and other minerals with tetrahedral structures.American mineralogist.45: 960--973
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