Křemičitany

Křemičitany (silikáty) jsou kyslíkaté sloučeniny křemíku. Jsou to látky vesměs nerozpustné ve vodě až na křemičitany alkalických kovů Na₂SiO₃ (vodní sklo, kapalné sklo) a K₂SiO₃. Křemičitany vápenaté, hlinité a železité jsou rozpustné v kyselinách a jsou součástí přírodních minerálních surovin pro průmysl stavebních hmot. Všechny křemičitany lze rozpustit v koncentrovaných roztocích alkalických hydroxidů nebo za vysokých teplot v jejich taveninách. Křemičitany jako minerály jsou nerosty nekovového vzhledu a obvykle jsou součástmi hornin. Jsou to nejrozšířenější látky v zemské kůře.

• výroba keramiky (porcelán z kaolinu – bílá hlína)
• výroba skla (sklářské písky)
• výroba cementů (příprava betonů)
• jiná použití: mastek, slída, azbest atp.

Spolu s křemenem patří křemičitany k nejrozšířenějším nerostům zemské kůry. Základní stavební jednotky křemičitanů jsou čtyřstěny (tetraedry) SiO₄⁴⁻ (náboj 4−). Podle způsobu sdružování čtyřstěnů (tetraedrů) rozlišujeme 7 skupin silikátových minerálů:

1. nesosilikáty (ostrůvkové křemičitany)
2. sorosilikáty (skupinkové křemičitany)
3. cyklosilikáty (kruhové křemičitany)
4. inosilikáty (řetězcové křemičitany) s jednoduchým řetězcem
5. inosilikáty (řetězcové křemičitany) se zdvojeným řetězcem – pruhem
6. fylosilikáty (vrstvové křemičitany)
7. tektosilikáty (skeletové křemičitany)

Do skupiny tektosilikátů jsou zahrnuty i přírodní modifikace SiO₂.

• „ostrůvkovité“ silikáty s vzájemně nezávislými čtyřstěny [SiO₄]^{4 –}

• fenakit – Be₂SiO₄
• willemit – Zn₂SiO₄

Olivíny (Mg, Fe, Mn, Ni)₂SiO₄ – pevné roztoky forsteritu Mg₂SiO₄, fayalitu Fe₂SiO₄, tefroitu Mn₂SiO₄ a liebenbergitu Ni₂SiO₄; tetraedr; tvoří vyrostlice v tmavých horninách (čedič, gabro); tvrdost: 5 – 6; křehký, skelný; odrůda: chrysolit – drahokamová kvalita; Podkrkonoší, Doupov, Konstantinovy Lázně, Rudé moře, meteority, Německo a další; tvoří horninu – peridotit (olivínovec)

Granáty vyskytují se často v přeměněných horninách; jsou podobné tvarem, ale mají různé složení: A₃B₂(SiO₄)₃ ... A = Mg/Fe/Mn/Ca ... B = Al/Fe; existuje nepřehledné množství smíšených odrůd; granáty mají různé barvy kromě modré; krystaly hojnoploché, kulovité – kosočtverečný dvanáctistěn (dodekaedr) a čtyřiadvacetistěn (ikositetraedr); vyplavené nalézány ve štěrcích, jinak v přeměněných horninách – mramorech, rulách, chloritech, svorech

• grossulár – Ca₃Al₂(SiO₄)₃; Québec, Keňa; zelený nebo žlutooranžový
• pyrop – český granát – Mg₃Al₂(SiO₄)₃; šperkový kámen, zasazuje se do stříbra; nalézá se v Českém ráji; malinké červené krystalky
• almandin – Fe₃Al₂(SiO₄)₃; tmavočervený
• andradit – Ca₃Fe₂(SiO₄)₃
• spessartin – Mn₃Al₂(SiO₄)₃
• uvarovit – Ca₃Cr₂(SiO₄)₃
• hydrogrossulár – Ca₃Al₂Si₂O₈(SiO₄)_1-m(OH)_4m

• zirkon – ZrSiO₄; odrůda: hyacint – drahokam
• thorit – ThSiO₄
• hafnon – HfSiO₄

• andalusit – Al₂SiO₅
• kyanit – Al₂SiO₅; název podle modré barvy; Brazílie, Švýcarsko, Bečov, Frymburk, Pancíř
• sillimanit – Al₂SiO₅
• dumortierit – Al_6,5-7BO₃(SiO₄)₃(O,OH)
• topaz – Al₂SiO₄(F, OH); existuje v mnoha barevných variantách; kosočtverečná soustava; tvrdost 8; v pegmantitech a žulách; v přeměněných horninách nebo vyvřelých horninách; Brazílie, Ukrajina (v rudné oblasti), v Česku: Cínovec, Horní Slavkov
• staurolit – Fe₂Al₉(SiO₄)₄(O,OH)₂

• humit – (Mg,Fe)₇(SiO₄)₃(F,OH)₂
• norbergit – Mg₃(SiO₄)(F,OH)₂
• chondrodit – Mg₅(SiO₄)₂(F,OH)₂
• klinohumit – Mg₉(SiO₄)₄(F,OH)₂

• datolit – CaBSiO₄(OH)

• titanit (sfen) – CaTiSiO₅

• chloritoid – (Fe,Mg,Mn)₂Al₄Si₂O₁₀(OH)₄

• „skupinové“ silikáty s dvojicemi čtyřstěnů Si₂O₇^{6 −} (disilikátový anion) často v kombinaci s jednotlivými čtyřstěny SiO₄^{4 −}

• hemimorfit (kalamín) – Zn₄(Si₂O₇)(OH)₂·H₂O
• lawsonit – CaAl₂(Si₂O₇)(OH)₂·H₂O
• ilvait – CaFe₂⁺²Fe³⁺O(Si₂O₇)(OH)

Skupina epidotu má jak (SiO₄)⁴⁻, tak (Si₂O₇)⁶⁻ anionty

• epidot – Ca₂(Al,Fe)₃O(SiO₄)(Si₂O₇)(OH)
• zoisit, klinozoisit, tanzanit – Ca₂Al₃O(SiO₄)(Si₂O₇)(OH)
• allanit – Ca(Ce,La,Y,Ca)Al₂(Fe²⁺,Fe³⁺)O(SiO₄)(Si₂O₇)(OH)

• vesuvián – Ca₁₀(Mg,Fe)₂Al₄(SiO₄)₅(Si₂O₇)₂(OH)₄; Hazlov; v přeměněných horninách

• „kruhové“ silikáty se čtyřstěny spojenými do n-členného kruhu [Si_nO_3n]^{2n −}

• benitoit – BaTi(Si₃O₉)

• axinit – (Ca,Fe,Mn)₃Al₂(BO₃)(Si₄O₁₂)(OH)

• beryl – Be₃Al₂Si₆O₁₈; obsahuje berylium, které se z něj získává; šestiboké sloupce; zbarvení do zelena; tvrdost 7,5 (drahokamová); skelný lesk; Písek, Poběžovice – drahokamová kvalita; Brazílie, Kolumbie, Ural, Egypt

  odrůdy:

  • smaragd – Be₃(Al,Cr)₂Si₆O₁₈ (sytě zelený – Srí Lanka);
  • zlatý beryl;
  • akvamarín – Be₃(Al,Fe,Ti)₂Si₆O₁₈ (modrý)

• turmalín – (Na,Ca)(Al,Li,Mg)₃-(Al,Fe,Mn)₆(Si₆O₁₈)(BO₃)₃(OH)₄; velmi rozmanité barevné podoby; různé chemické složení; brousí se do prstenů;

  odrůdy:

  • rubelit
  • skoryl – NaFe²⁺₃Al₆(BO₃)₃Si₆O₁₈(OH)₄ (černý),
  • elbait – Na(LiAl)₃Al₆Si₆O₁₈(BO₃)₃(OH)₄ (barevný)

• jednoduché řetězce čtyřstěnů [Si_nO_3n]^{2n −}

• řada enstatit-ferrosilit – (Mg,Fe)SiO₃ – tuhé roztoky enstatitu MgSiO₃ a ferrosilitu FeSiO₃
• pigeonit – Ca_1/4(Mg,Fe)_7/4Si₂O₆
• řada diopsid-hedenbergit – tuhé roztoky diopsidu CaMgSi₂O₆ a hedenbergitu CaFeSi₂O₆ i s příměsí sodíku – augit (Ca,Na)(Mg,Fe,Al)(Si,Al)₂O₆
• řada sodných pyroxenů – tuhé roztoky jadeitu NaAlSi₂O₆ a aegirinu (akmitu) NaFe³⁺Si₂O₆
• spodumen – LiAlSi₂O₆

• wollastonit – CaSiO₃
• rhodonit – MnSiO₃
• pectolit

• dvojité řetězce čtyřstěnů [Si_4nO_11n]^{6n −}

• řada cummingtonitu = tuhé roztoky cummingtonitu Fe₂Mg₂Si₈O₂₂(OH)₄ a gruneritu Fe₇Si₈O₂₂(OH)₂
• řada tremolitu – tuhé roztoky tremolitu Ca₂Mg₅Si₈O₂₂(OH)₂ s aktinolitem Ca₂(Mg,Fe)₅Si₈O₂₂(OH)₂
• rohovec (hornblende) – (Ca,Na)_2-3(Mg,Fe,Al)₅Si₆(Al,Si)₂O₂₂(OH)₂
• sodné amfiboly zahrnují glaukofán Na₂Mg₃Al₂Si₈O₂₂(OH)₂, riebeckit (azbest) Na₃Fe²⁺₃Fe³⁺₂Si₈O₂₂(OH)₂ a arfvedsonit Na₃(Fe,Mg)₄FeSi₈O₂₂(OH)₂

• „lístkové“ silikáty čtyřstěny propojeny do rovinných vrstev [Si_2nO_5n]^{2n −}

• antigorit – Mg₃Si₂O₅(OH)₄
• chrysotil – Mg₃Si₂O₅(OH)₄
• lizardit – Mg₃Si₂O₅(OH)₄

• kaolinit – Al₂Si₂O₅(OH)₄
• illit – (K,H₃O)(Al,Mg,Fe)₂(Si,Al)₄O₁₀[(OH)₂,(H₂O)]
• smektit
• montmorillonit – (Na,Ca)_1/3(Al,Mg)₂(Si₄O₁₀)(OH)₂•nH₂O
• vermiculit – (Mg,Fe,Al)₃(Al,Si)₄O₁₀(OH)₂•4H₂O
• mastek (talek) – Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂
• palygorskit – (Mg,Al)₂Si₄O₁₀(OH)•4(H₂O)
• pyrofyllit – Al₂Si₄O₁₀(OH)₂

• biotit – K(Mg,Fe)₃(AlSi₃O₁₀(OH)₂
• muskovit – KAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂
• flogopit – KMg₃Si₄O₁₀(OH)₂
• lepidolit – K(Li,Al)_2-3(AlSi₃O₁₀)(OH)₂
• margarit – CaAl₂(Al₂Si₂O₁₀)(OH)₂
• glaukonit – (K,Na)(Al,Mg,Fe)₂(Si,Al)₄O₁₀(OH)₂

• chlorit – (Mg,Fe)₃(Si,Al)₄O₁₀(OH)₂•(Mg,Fe)₃(OH)₆

• „skeletové“ silikáty se čtyřstěny tvořícími prostorovou (3D) síť [Al_xSi_yO_2(x+y)]^{x −}

• křemen – SiO₂
• tridymit – SiO₂
• cristobalit – SiO₂

• alkalické živce – neúplná řada tuhých roztoků ortoklasu KAlSi₃O₈ a albitu NaAlSi₃O₈ směsný minerál nazván anortoklas (Na,K)AlSi₃O₈; draselný živec KAlSi₃O₈ se vyskytuje ve třech modifikacích: vedle ortoklasu existuje také mikroklin (KAlSi₃O₈) a sanidin (KAlSi₃O₈)
• plagioklasy = úplná řada tuhých roztoků albitu NaAlSi₃O₈ a anortitu CaAl₂Si₂O₈; pro poměr Na:Ca = 4:1 je užíván název oligoklas, pro 3:2 andesin, pro 2:3 labradorit a pro 1:4 bytownit

• noseán – Na₈Al₆Si₆O₂₄(SO₄)
• kankrinit – Na₆Ca₂(CO₃)Al₆Si₆O₂₄).2H₂O
• leucit – KAlSi₂O₆
• nefelín – (Na,K)AlSiO₄
• sodalit – Na₈(AlSiO₄)₆Cl₂ a příbuzný minerál haüyn (Na,Ca)_4-8Al₆Si₆(O,S)₂₄(SO₄,Cl)_1-2
• lazurit – (Na,Ca)₈(AlSiO₄)₆(SO₄,S,Cl)₂

• petalit LiAlSi₄O₁₀

• marialit – Na₄(AlSi₃O₈)₃(Cl₂,CO₃,SO₄)
• meionit – Ca₄(Al₂Si₂O₈)₃(Cl₂.CO₃,SO₄)

• analcim – NaAlSi₂O₆•H₂O

• natrolit – Na₂Al₂Si₃O₁₀•2H₂O
• chabazit – CaAl₂Si₄O₁₂•6H₂O
• heulandit – CaAl₂Si₇O₁₈•6H₂O
• stilbit – NaCa₂Al₅Si₁₃O₃₆•17H₂O

• alusilikát (Kategorie:Alusilikáty) / hlinitokřemičitan (Kategorie:Hlinitokřemičitany)

• Obrázky, zvuky či videa k tématu křemičitany na Wikimedia Commons