تعريف السيليكا رباعي السطوح وشرحه

تصنف الغالبية العظمى من المعادن في صخور الأرض ، من القشرة إلى قلب الحديد ، كيميائيًا على أنها سيليكات. هؤلاء سليكات المعادن تستند جميعها إلى وحدة كيميائية تسمى رباعي السيليكا.

الاثنان متشابهان ، (لكن لا ينبغي الخلط بينهما سيليكون، وهو مادة اصطناعية). اكتشف الكيميائي السويدي يونس يعقوب بيرزيليوس عام 1824 السيليكون ، الذي يبلغ العدد الذري 14 له. هذا هو العنصر السابع الأكثر وفرة في الكون. السيليكا هو أكسيد السيليكون - ومن هنا جاءت تسميته الأخرى ، ثاني أكسيد السيليكون - وهو المكون الرئيسي للرمال.

التركيب الكيميائي للسيليكا يشكل رباعي الاسطح. وهي تتألف من ذرة سيليكون مركزية محاطة بأربعة ذرات أكسجين ، تربط بها الذرة المركزية. الشكل الهندسي المرسوم حول هذا الترتيب له أربعة جوانب ، كل جانب مثلث متساوي الأضلاع رباعي الاسطح. لتصور ذلك ، تخيل نموذجًا ثلاثي الأبعاد للكرة والعصا حيث تمسك ثلاث ذرات أكسجين بها ذرة السليكون المركزية ، تشبه إلى حد كبير أرجل البراز الثلاثة ، حيث تلتصق ذرة الأكسجين الرابعة مباشرة فوق ذرة المركزية.

من الناحية الكيميائية ، يعمل رباعي السطوح من السيليكا على النحو التالي: يحتوي السيليكون على 14 إلكترونًا ، يدور اثنان منها حول النواة في الغلاف الأعمق وثمانية تملأ الغلاف التالي. توجد الإلكترونات الأربعة المتبقية في غلافها الخارجي "التكافؤ" ، مما يجعلها أربعة إلكترونات قصيرة ، مما يؤدي ، في هذه الحالة ، إلى

على هذا النحو ، الأكسجين هو مباراة ممتازة مع السيليكون. فقط ، في هذه الحالة ، فإنها تشكل رابطة قوية للغاية. يشترك كل من الأكسجين الأربعة في رباعي الاسطح في إلكترون واحد من ذرة السيليكون في رابطة تساهمية ، وبالتالي فإن ذرة الأكسجين الناتجة هي أنيون مع شحنة سالبة واحدة. لذلك رباعي الاسطح ككل هو أنيون قوي مع أربع شحنات سلبية ، سيو₄^4–.

رباع السيليكا رباعي الاسطح هو مزيج قوي جدا ومستقر يربط بسهولة معا في المعادن ، وتبادل الأكسجين في زواياها. يحدث رباعي السيليكا المعزول في العديد من السيليكات مثل الزبرجد الزيتوني ، حيث تحيط رباعي الاسيتات بكاتيونات الحديد والمغنيسيوم. أزواج من رباعي الاسطح₇) تحدث في العديد من السيليكات ، أشهرها على الأرجح hemimorphite. حلقات من رباعي الاسطح (سي₃O₉ أو سي₆O₁₈) تحدث في البينيتيت النادرة والتورمالين الشائع ، على التوالي.

ومع ذلك ، فإن معظم السيليكات مبنية من سلاسل طويلة وألواح وأطر السيليكا رباعي الاسطح. ال البيروكسينات وللأميبولات سلاسل مفردة ومزدوجة من رباعي السيليكا ، على التوالي. أوراق من رباعي الاسطح تشكل ميكا، والطين ، وغيرها من المعادن فسيليكات. أخيرًا ، هناك إطارات رباعي الاسطح ، يتم فيها مشاركة كل زاوية ، مما يؤدي إلى حدوث شبح₂ معادلة. كوارتز و ال الفلسبار هي أبرز معادن السيليكات من هذا النوع.

بالنظر إلى انتشار معادن السيليكات ، من الآمن القول إنها تشكل البنية الأساسية للكوكب.