Το πυριτικό Tetrahedron ορίζεται και εξηγείται

click fraud protection

Η συντριπτική πλειοψηφία των ορυκτών στα βράχια της Γης, από το φλοιό μέχρι τον πυρήνα του σιδήρου, ταξινομείται χημικά ως πυριτικά άλατα. Αυτά τα πυριτικά άλατα όλα βασίζονται σε μια χημική μονάδα που ονομάζεται τετράεδρο πυριτίου.

Λες Πυρίτιο, λέω Silica

Οι δύο είναι παρόμοιες, (αλλά ούτε πρέπει να συγχέονται με σιλικόνη, το οποίο είναι ένα συνθετικό υλικό). Το πυρίτιο, του οποίου ο ατομικός αριθμός είναι 14, ανακαλύφθηκε από το σουηδικό χημικό Jöns Jacob Berzelius το 1824. Είναι το έβδομο πιο άφθονο στοιχείο στο σύμπαν. Το πυρίτιο είναι ένα οξείδιο του πυριτίου - εξ ου και το άλλο του όνομα, το διοξείδιο του πυριτίου - και είναι το κύριο συστατικό της άμμου.

Δομή τετραεδρών

Η χημική δομή του πυριτίου σχηματίζει ένα τετράεδρο. Αποτελείται από ένα κεντρικό άτομο πυριτίου που περιβάλλεται από τέσσερα άτομα οξυγόνου, με τα οποία συνδέονται τα κεντρικά άτομα. Η γεωμετρική μορφή που σχεδιάζεται γύρω από αυτή τη διάταξη έχει τέσσερις πλευρές, κάθε πλευρά είναι ένα ισόπλευρο τρίγωνο-α τετράεδρο

instagram viewer
. Για να το οραματιστείτε αυτό, φανταστείτε ένα τρισδιάστατο μοντέλο σφαίρας-και-ραβδίου στο οποίο τα τρία άτομα οξυγόνου τους κρατούν ψηλά κεντρικό άτομο πυριτίου, όπως και τα τρία πόδια ενός κόπρανα, με το τέταρτο άτομο οξυγόνου να κολλάει ευθεία επάνω από το κεντρικό άτομο.

Οξείδωση

Χημικά, το τετράεδρο πυριτίου λειτουργεί έτσι: Το πυρίτιο έχει 14 ηλεκτρόνια, εκ των οποίων δύο τροχιές στον πυρήνα στο εσώτατο κέλυφος και οκτώ γεμίζουν το επόμενο κέλυφος. Τα τέσσερα υπόλοιπα ηλεκτρόνια βρίσκονται στο εξώτατο κέλυφος "σθένους", αφήνοντάς το σύντομα τέσσερα ηλεκτρόνια, δημιουργώντας, στην περίπτωση αυτή, ένα κατιόν με τέσσερις θετικές χρεώσεις. Τα τέσσερα εξωτερικά ηλεκτρόνια είναι εύκολα δανεισμένα από άλλα στοιχεία. Το οξυγόνο έχει οκτώ ηλεκτρόνια, αφήνοντάς το δύο δίπλα σε ένα πλήρες δεύτερο κέλυφος. Η πείνα του για τα ηλεκτρόνια είναι αυτό που κάνει το οξυγόνο τόσο ισχυρό οξειδωτής, ένα στοιχείο ικανό να κάνει τις ουσίες να χάνουν τα ηλεκτρόνια τους και, σε ορισμένες περιπτώσεις, να υποβαθμίζουν. Για παράδειγμα, ο σίδηρος πριν από την οξείδωση είναι ένα εξαιρετικά ισχυρό μέταλλο μέχρι να εκτεθεί σε νερό, οπότε σχηματίζει σκουριά και υποβαθμίζει.

Ως εκ τούτου, το οξυγόνο είναι μια εξαιρετική αντιστοιχία με το πυρίτιο. Μόνο, σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζουν έναν πολύ ισχυρό δεσμό. Κάθε ένα από τα τέσσερα οξυγόνα στο τετραέδριο μοιράζεται ένα ηλεκτρόνιο από το άτομο πυριτίου σε έναν ομοιοπολικό δεσμό, έτσι ώστε το προκύπτον άτομο οξυγόνου να είναι ένα ανιόν με ένα αρνητικό φορτίο. Επομένως, το τετραέδριο ως σύνολο είναι ένα ισχυρό ανιόν με τέσσερα αρνητικά φορτία, SiO44–.

Πυριτικά ορυκτά

Το τετράεδρο πυριτίου είναι ένας πολύ ισχυρός και σταθερός συνδυασμός που συνδέεται εύκολα μαζί σε μέταλλα, που μοιράζονται τα οξυγόνα στις γωνίες τους. Απομονωμένα τετράεδρα πυριτίας εμφανίζονται σε πολλά πυριτικά όπως ολιβίνη, όπου τα τετράεδρα περιβάλλονται από κατιόντα σιδήρου και μαγνησίου. Ζεύγη τετραεδρών (SiO7) εμφανίζονται σε αρκετά πυριτικά άλατα, το πιο γνωστό από τα οποία είναι πιθανώς αιμομορφίτης. Δαχτυλίδια τετράεδρα (Si3Ο9 ή Si6Ο18) εμφανίζονται στον σπάνιο βενιτίτη και την κοινή τουρμαλίνη, αντίστοιχα.

Ωστόσο, τα περισσότερα πυριτικά άλατα είναι κατασκευασμένα από μεγάλες αλυσίδες και φύλλα και πλαίσια από τετραέδρα πυριτίας. ο πυροξένια και οι αμφιβολίες έχουν μονές και διπλές αλυσίδες τετραεδρών πυριτίας, αντίστοιχα. Τα φύλλα των συνδεδεμένων τετραεδρών αποτελούν το micas, άργιλοι και άλλα φυλλοπυριτικά άλατα. Τέλος, υπάρχουν πλαίσια τετράεδρα, στα οποία κάθε γωνιά μοιράζεται, με αποτέλεσμα ένα SiO2 τύπος. Χαλαζίας και το αδρανή είναι τα πιο σημαντικά πυριτικά ορυκτά αυτού του τύπου.

Δεδομένης της επικράτησης των πυριτικών ορυκτών, είναι ασφαλές να πούμε ότι αποτελούν τη βασική δομή του πλανήτη.

instagram story viewer