Los silicatos, unión de silicio y oxígeno, también denominados sales del ácido silícico, son los minerales más abundantes en la corteza terrestre. Ocupan el 92% de la superficie continental, constituyendo componentes básicos de rocas, arenas y arcillas. Presentan elevada dureza debido a su estructura tetraédrica. Su unidad fundamental es el tetraedro (SiO4)4-.
Los tetraedros de silicio se unen por sus vértices en un proceso de polimerización. Moléculas simples se adicionan o condensan, formando otras moléculas de mayor peso. Cuatro iones O2- rodean al ion de silicio tetravalente y compensan la carga al unirse a iones de tetraedros adyacentes. De la forma de agrupación de los tetraedros se derivan las propiedades de los minerales clasificados en seis grupos diferentes.
Clasificación de los silicatos
Entre los silicatos se distinguen los nesosilicatos, sorosilicatos, ciclosilicatos, inosilicatos, filosilicatos y tectosilicatos. A continuación se describen algunos detalles sobre su composición.
Nesosilicatos
Se caracterizan por poseer tetraedros sueltos o independientes que se enlazan a través de cationes metálicos. Su estructura atómica es densa, pesada y fuerte, de escasa exfoliación. Los nesosilicatos son de hábito cristalino equidimensional. En los aluminosilicatos -incluidos en este grupo- un átomo de aluminio sustituye débilmente a uno de silicio.
Olivinos y granates son los silicatos con tetraedros aislados más conocidos. En los olivinos pueden observarse series desde la forsterita hasta la fayerita, dependiendo del contenido del magma, temperatura y presión. Mientras que los granates se encuentran generalmente en rocas metamórficas. De este último se desprenden la ugrandita, piralespita e hidrogranates (iones de silicio son sustituidos por grupos de (OH)4. También son nesosilicatos el Zircón y los Aluminosilicatos: Andalucita, silimanita, cianita y topacio. Son utilizados en la industria y/o como gemas por su estructura prismática, color y brillo.
Sorosilicatos
Silicatos formados por tetraedros dobles que comparten un vértice de oxígeno. El mineral más representativo de este grupo es la epidota. Pero también se encuentra la idocrasa, similar al jade; la melilita, torveitita, lawsonita y hemimorfita. Todos cristales monoclínicos, alargados en su eje y de hábito prismático.
Ciclosilicatos
Grupos de tres, cuatro y seis tetraedros se unen en forma de anillo. El berilo y la turmalina son ciclosilicatos conformados a partir del anillo Si6O18. Los anillos silicio- oxígeno están ubicados en un ángulo simétrico en el que se corresponden los orificios centrales. Concentran en su interior iones, átomos, neutros y moléculas.
El berilo contiene algunos elementos alcalinos. Puede estar clasificado dentro de los tectosilicatos por la red global tridimensional que presentan los tetraedros BeO4. La turmalina es un silicato complejo, en el que interactúan boro y aluminio. Está constituida por anillos polares con fuerzas que van en diferentes direcciones y láminas de BeO3 triangulares intercaladas entre ellos.
En este grupo se ubican además la dioptasa y la cordierita, esta última de cristalización ortorrómbica. La cordierita se forma tanto a bajas como a altas temperaturas, adoptando características particulares según el caso.
Inosilicatos
Los inosilicatos se distinguen en dos subgrupos: Piroxenos, conformados por tetraedros en cadenas sencillas; y anfiboles, tetraedros en cadenas dobles. Ambos comparten oxígenos con las estructuras adyacentes y son cristales monoclínicos, pocas veces ortorrómbicos. Los anfiboles se caracterizan por la presencia de radicales.
Las series de piroxeno más comunes son el diópsido- hedenvergita, enstatita-ferrosilita. La primera de ellas alberga la augita, mientras que la segunda comprende la pigeonita, catalogada como ortopiroxeno.
La de los anfíboles, es una doble cadena que distingue a tres clases diferentes de minerales, de exfoliación perfecta y una amplia gama de colores. De este subgrupo destaca la hornblenda.
Filosilicatos
Tres de los cuatro oxígenos de cada tetraedro están unidos a los vértices de tetraedros adyacentes. Conforman estructuras de extensión indefinida, de exfoliación dominante y hábito cristalino laminar. Las capas o escamas son generalmente flexibles.
En el grupo de los filosilicatos se ubican la caolinita, clorita, micas, talco, serpentinas y pirofilitas. La estructura de la caolinita alterna hojas tetraédricas y octaédricas, sus capas neutras se mantienen unidas entre sí por fuerzas físicas. Los filosilicatos son el resultado de la sustitución de minerales por efectos hidrotermales, se forman a temperaturas más bajas que los inosilicatos.
Tectosilicatos
Tetraedros unidos entre sí por sus cuatro vértices conforman una red o malla tridimensional. En algunos tetraedros el aluminio sustituye el silicio permitiendo la interacción de cationes, formando estructuras fuertes. Los tectosilicatos son el grupo de minerales más amplio dentro de los silicatos y poseen gran variedad de especies.
Pueden agruparse en cuarzo, tridimita, cristobalita, feldespatos, zeolita y escapolita. El grupo de los feldespatos -el más abundante en la corteza- se divide en alcalinos o plagioclasas. Su estructura tetraédrica SiO4- AlO4 incluye iones de calcio, sodio o potasio.
Importancia de los silicatos
El carácter petrogénico les hace fundamentales en la conformación de la masa continental. Las rocas ígneas están compuestas en más del 90% por minerales silicatos. Rocas ígneas, granates y aluminosilicatos constituyen las rocas metamórficas. Y hay buena proporción de silicatos en las rocas sedimentarias.
Es en los suelos -ricos en silicatos- donde se edifica la vida. La agricultura provee de alimentos al hombre, y los minerales constituyen la materia prima para pequeñas y grandes construcciones.
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