Silicatos

SILICATOS

Los silicatos son el grupo de minerales de mayor abundancia, pues constituyen más del 95% de la corteza terrestre, además del grupo de más importancia geológica por ser petrogénicos, es decir, los minerales que forman las rocas. Todos los silicatos están compuestos por silicio y oxígeno. Estos elementos pueden estar acompañados de otros entre los que destacan aluminio, hierro, magnesio o calcio.

Químicamente son sales del ácido silícico. Los silicatos, así como los aluminosilicatos, son la base de numerosos minerales que tienen al tetraedro de silicio-oxígeno (un átomo de silicio coordinado tetraédricamente a átomos de oxígeno) como su estructura básica: feldespatos, micas, arcillas.

Los silicatos forman materiales basados en la repetición de la unidad tetraédrica SiO44-. La unidad SiO44- tiene cargas negativas que generalmente son compensadas por la presencia de iones de metales alcalinos o alcalinotérreos, así como de otros metales como el aluminio.

Los silicatos forman parte de la mayoría de las rocas, arenas y arcillas. También se puede obtener vidrio a partir de muchos silicatos. Los átomos de oxígeno pueden compartirse entre dos de estas unidades SiO44-, es decir, se comparte uno de los vértices del tetraedro. Por ejemplo, el disilicato tiene como fórmula [Si2O5]6- y, en general, los silicatos tiene como fórmula [(SiO3)2-]n.

En el caso de que todos los átomos de oxígeno estén compartidos, y por tanto la carga está neutralizada, se tiene una red tridimensional denominada sílice o dióxido de silicio, SiO2.

En los aluminosilicatos un átomo de silicio es sustituido por uno de aluminio.

CLASIFICACIÓN:

Las propiedades de los silicatos dependen más de la estructura cristalina en que se disponen sus átomos que de los elementos químicos que constituyen su fórmula. Más concretamente, dependen de la forma en que se dispone y enlaza con los iones la unidad fundamental de los silicatos, el tetraedro de (SiO4)4-.

La diferencia entre los distintos grupos es la forma en que estos tetraedros se unen. Se distinguen así las siguientes subclases:

NESOSILICATOS: Con tetraedros sueltos, de forma que cada valencia libre del tetraedro queda saturada por un catión distinto del silicio. Sus fórmulas serán (SiO4)4-, llamados también ortosilicatos, son una división de minerales de la clase silicatos compuestos por átomos de silicio y oxígeno unidos por enlace covalente, con uniones iónicas con cationes muy diversos, produciendo los distintos minerales que componen esta familia. Se agrupan en:

o Zircón:

Etimología: El nombre deriva probablemente de la palabra árabe zarqun que significa ‘cinabrio’ o de la palabra persa zargun, ‘dorado’. El zircón amarillento se denomina hiacinta una palabra originaria del este de la India. El nombre «jacinto» era utilizado para las piedras rojo-marrones. Ambos nombres están obsoletos actualmente.

Características generales: El zircón es el mineral más antiguo conocido de la tierra y uno de los minerales más abundantes en la corteza terrestre. Se formó como primer producto de cristalización de la roca magmática como el granito o de rocas alcalinas como las pegmatitas o la sienita. Uno de estos cristales tiene unos 4.400 millones de años, el objeto más antiguo de origen terrestre que se conserva en la actualidad. En las rocas metamórficas el zircón se recristaliza o se forman granos de nueva cristalización. En los sedimentos se encuentran granos alterados y transportados por los procesos erosivos. El tamaño medio de los granos de zircón es de 100-300 µm, por ejemplo en rocas graníticas aunque a veces alcanzan varios centímetros, sobre todo en pegmatitas. El análisis de la forma del cristal y de los bordes permite sacar conclusiones sobre cómo se ha formado.

Composición: La fórmula del zircón puede variar y el zirconio o el silicio presentes pueden ser sustituido por otros elementos. Así se han encontrado casos con un contenido de hasta el 30% de óxido de hafnio (HfO2), 12% de óxido de torio (ThO2) o 1,5% de óxido de uranio (U3O8). Estas impurezas son la razón por la que la densidad varía de 4,3-4,8 g/ml. En presencia de irradiación radioactiva la red cristalina del zircón es fácilmente alterada. Estos cristales a menudo muestran un color pardo. Las alteraciones permiten la entrada de agua en el cristal y disminuyen la densidad.

Aplicaciones: Los zircones que debido a su tamaño y pureza tienen calidad de gema, se utilizan a veces como sustituto de diamante (no se debería confundir con la zirconita - ZrO2 que es un sustituto artificial.) Sin embargo presenta varios inconvenientes entre los cuales destaca que no aguanta la limpieza en baños de ultrasonido y puede cambiar de color si es sometido a calor. Además los cantos se rompen con facilidad. El hecho de que cambien de color al aplicarles calor también es utilizado de manera buscada, para conseguir variantes de zircón. Al tratar térmicamente los circones rojo-marrón hace que aparezca un color azul muy atractivo, pero hay que tener cuidado con los rayos ultravioletas del sol ya que pueden darle un tono ligeramente verde. La orientación de la mesa al momento de tallarlos debe de ser tomada con precaución ya que una birrefringencia muy fuerte bajo determinado ángulo podría dar a la piedra un aspecto turbio. Además al ser una piedra bastante débil debe ser manipulada con precaución. Con este material se fabrican cuchillos resistentes y de gran filo (aún mayor a la del acero), tras la amenaza de posibles usos terroristas con este cuchillo en los aviones al pasar desapercibido por los detectores de metales, los fabricantes como Kyocera agregan cantidades suficientes de partículas metálicas para ser detectadas con facilidad. Además el circón es muy utilizado en la industria como materia prima del metal circonio para fabricar aceros especiales, abrasivos y reactores de aviones. El zircón es el mineral más importante de circonio y hafnio. También se utiliza en la fabricación de pigmentos para cerámica.

Yacimientos: La principal fuente de circones utilizados para joyería se encuentra en Camboya, cerca de la frontera con Vietnam. Además existen otros productores de circón como son: Sri Lanka, Tailandia, Myanmar, Australia, Estados Unidos, Sudáfrica y Francia.

o Olivino: Se conoce como olivino a una grupo de minerales constituyentes de roca, aunque el nombre se suele ocupar con especial referencia a la principal solución sólida del grupo que es entre forsterita (Mg2SiO4) y fayalita (Fe2SiO4). Los olivinos son de

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