La structure des silicates

 

  La croûte terrestre est constituée à 95% de silicates. Comment sont constitués ces silicates ? et quel est leur mode de classification ?

 Analyse d'un silicate  : le quartz

1.  la structure du Quartz.

  Ouvrir dans un logiciel de visualisation le modèle Quatz, repérer ces divers éléments chimiques, et leur relation (pour cela utiliser l'outil  sélectionner un atome puis le colorer).

Utiliser une couleur pour le silicium (le vert a été choisi dans l'image ci-dessous) et une autre pour l'oxygène (violet).

  Ce minéral est donc constitué de l'élément silicium et de l'élément oxygène associés selon une structure géométrique tétraédrique :

  Le quartz est l'association de ces tétraèdres qui mettent en commun leur oxygène (chaque O appartient à 2 tétraèdres voisins).

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Structure du Quartz (d'après Wei)

  Remarque : La silice se présente sous plusieurs variétés polymorphiques : ce sont le quartz a, le quartz b, le verre de silice,la tridimite, la cristoballite, la calcédoine et l'opale, la coésite, la stishovite, la keatite, la mélanophlogite, la silice W. Le quartz a est la forme basse température, le quartz b est la forme haute température, Le quartz a a une symétrie moins importante que le quartz b.
  En chauffant du quartz au-dessus de 1700°C, on obtient un liquide qui en se refroidissant rapidement donne un verre. On a pu montrer à l'aide de rayons X qu'il s'agit d'une phase amorphe dans laquelle on a toujours des tétraèdres, mais l'enchaînement se fait sans aucune périodicité.

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Schéma de la structure cristallisée de la silice

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Schéma de la structure amorphe de la silice

 

2. La classification des silicates

Elle est basée sur les différents modes de liaison des groupes SIO4- entre eux

  • Silicates à tétraèdres isolés (nésosilicates) ® à cette famille appartiennent l'olivine
  • Silicates à deux tétraèdres liés (sorosilicates)
  • Silicates à tétraèdres en anneaux (cyclosilicates)
  • Silicates à tétraèdres en chaînes simples (inosilicates) ® à cette famille appartiennent les pyroxènes
  • Silicates à tétraèdres en feuillets (phyllosilicates) à cette famille appartiennent les micas
  • Silicates à tétraèdres à charpente tridimensionnelle (tectosilicates) ® à cette famille appartiennent les felspaths

 

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