Molecole neutre tenute insieme da deboli legami diVan der WaalsSono:a struttura non coordinata;rari come minerali;per lo più organici;teneri, facilmentedecomponibili, fusibili,cattivi conduttori dielettricità e calore

Es.: grafite, zolfo

Chimica dei cristalliI cristalli possono essere classificati in 4 tipi:

1. Cristalli molecolari

2. Cristalli covalenti

Atomi con simile (alta) e-neg ricadenti verso il lato destro dellaTavola Periodica

Costituiti da una rete di fortilegami covalenti,senza alcun legame deboleMolto duri, alto punto difusione, isolantiI legami sono direzionali→bassa simmetria e densità(basso Nc)Es. diamante

3. Cristalli metallici

Costituiti da atomi di simile e-neg ricadenti verso il latosinistro della T.P.

I legami metallici sono non direzionali →alta simmetria e densitàDurezza da bassa a moderataElevata plasticitàBuoni conduttori.

I metalli puri hanno atomidelle stesse dimensionidisposti secondo impacca-menti compatti (in cui ogni atomo è a contatto con altri 12 atomi)

4. Cristalli ionici

Costituiti da atomi di differente elettronegatività, cheformano legami non direzionali (eccetto che in presenzadi notevole componente covalente),Alto punto di fusione, duri (meno dei covalenti), isolantima diventano buoni conduttori in soluzione o allo stato fuso

(a prevalente legame ionico)

Tendono a rispettare le regole di Pauling: i cationi occupano lelacune lasciate libere dagli anioni (aventi distribuzione pressochécompatta), assumendo coordinazione decrescente da 8 a 6 a 4,in funzione del loro raggio, posizionandosi risp. nelle lacune cubi-che, ottaedriche e tetraedriche, senza occuparle necessaria-mente tutte.

Cristalli che presentano più di un tipo di legame

Sono i più comuni e mostrano proprietà fortemente direzionali legate proprio ai differenti tipi di legame.

Es. sfaldatura basale in grafite; fillosilicati, anfiboli etc…

Es. Strutture A-X

N.C. = 8 (tipo CsCl)

Viene adottata quando Rc/Ra>0.73. Gli anioni sono disposti secondo un impaccamento cubico semplice ed i cationi riempiono i grandi interstizi liberi. Poco rappresentata tra i minerali, in quanto la struttura può essere considerata costituita da cubi centrati che condividono le facce con 6 altri cubi adiacenti

N.C. = 6 (tipo NaCl)

La struttura può essere descritta in due modi alternativi:impilamento cubico compatto di anioni Cl- con le lacune ottaedri-che occupate dai cationi Na+

compenetrazione per metà di uno spigolodi due celle cubiche F, una composta di soli anioni Cl-, l’altra di soli cationi Na+

N.C. = 4

Non esiste una struttura prevalentemente ionica che abbia tale N.C., perché una simile coordinazione indica un indice di compattezza troppobasso per una struttura con legami non direzionali.

Comunque nelle strutture di blenda (ZnS) e calcopirite (CuFeS2) i cationihanno tutti coordinazione tetraedrica

Es. Strutture A-X2

Sono caratteristiche dei composti ionici il cui catione ha carica doppiarispetto all’anione. La compensazione elettrostatica viene ottenuta raddoppiando il numero di anioni presenti nella struttura.Gli anioni sono in impilamento compatto, ma i cationi occupano solo unaparte delle lacune.Si hanno minerali con N.C = 8 (es. Fluorite), 6 (Rutilo), 4 (Quarzo)

Fluorite CaF2

Rutilo TiO2

Due composti possono cristallizzare dando miscibilità allo stato solido ⇒ soluzioni solide o serie isomorfe, di cui essi costituiscono gli end-members (o estremi =termini puri chimicamente definiti).

La formazione di soluzioni solide rispecchia un fenomeno generale dei minerali (responsabile del loro essere di composizione chimica definita, ma non fissa): la vicarianza

VICARIANZA= possibilità di un atomo di sostituirne un altro di specie diversa, nello stesso sito strutturale, provocando a volte un difetto puntuale sostituzionale. Tale difetto, se ripetuto un numero significativo di volte, arriva a modificare la composizione chimica del minerale.

La possibilità di vicarianza dipende da:-somiglianza della strutture -corrispondenza dei raggi ionici-temperatura di formazione del composto-mantenimento della elettroneutralità.

ISOMORFISMO

Es (Mg,Fe)2SiO4

(Na,Ca)(Al,Si2)(Al,Si)O8

In effetti una conseguenza della vicarianza è che “tutti glielementi chimici sono presenti in tutti i minerali” legge di Noddack, 1936).

Tuttavia occorre distinguere tra elementi tipomorfi, senza i quali la specie minerale non sarebbe più quella, ed elementi non caratteriz-zanti.

Regole di vicarianza

Camuffamento ⇒ raggio simile, carica uguale

Ammissione ⇒ raggio minore, carica uguale

Cattura ⇒ raggio uguale, carica maggiore

(+ condizioni addizionali nel caso di soluzioni non diluite, es. rapportotra i raggi, diff. di elettronegatività, neutralità elettrostatica)

Classificazione dei vari tipi di isomorfismo

I specieComponenti miscibili con formula chimica simile, ugual numero di atomi e valenza uguale fra atomi che si sostituiscono.

Es: Mg2SiO4-Fe2SiO4; NaCl-KCl

Le formule delle miscele isomorfe sono del tipo (ad es.): (Mg, Fe)2SiO4, (Na, K)AlSi3O8

Miscibilità favorita da:- somiglianza dei raggi ionici (differenza < 15% del raggio dello ione più

piccolo= in genere miscibilità totale; >30% scarsa sostituzione);-Temperatura

Ad Ad altaalta T le T le oscillazionioscillazioni deglidegli atomiatomi sonosono pipiùù ampieampie e le e le cavitcavitàà delledelle strutturestrutture sonosonodidi conseguenzaconseguenza pipiùù ““tollerantitolleranti”” rispettorispetto allealle dimensionidimensioni deglidegli ionioionio cheche possonopossono ospitareospitareEs. K non Es. K non puòpuò sostituiresostituire Na in Na in salgemmasalgemma ((NaClNaCl) ) precipitatoprecipitato dada soluzionisoluzioni acquoseacquose(T<100(T<100°°C), C), mentrementre lo lo fafa in in salgemmasalgemma cristallizzatocristallizzato dada un un fusofuso (T=801(T=801°°C)C)

-complessità del compostoPiPiùù semplicesemplice èè la la strutturastruttura, , pipiùù simile simile dovrdovràà essereessere ilil raggioraggio ionicoionico tratra elementielementi vicariantivicariantiEs. K non Es. K non sostituiscesostituisce facilmentefacilmente Na in Na in salgemmasalgemma ((NaClNaCl), ), mentrementre lo lo fafa agevolmenteagevolmente in in albitealbite (NaAlSi(NaAlSi33OO88

II specieioni vicarianti con raggio ionico vicino, ma cariche diverse(una, raramente due unità).L’elettroneutralità è mantenuta con una seconda sostituzione.es. 2A2+ 1B3+ + 1C1+ (es. 2Al3+ 1Fe2+ + 1Ti4+ corindone varietàzaffiro).Limitato ai cationi (assenza di anioni a carica elevata).Soluzione solida completa per diff. tra la somma dei raggi dei cationisostituenti e la somma dei raggi dei cationi sostituiti <15%

III speciel’aumento o diminuzione di carica che si ha in una posizione reticolare viene compensata dalla contemporanea sostituzione di uno ione di carica opposta.Non è molto comuneEs: Ca2(Mg,Fe’’)5(Si4O11)2(OH)2- Ca2(Mg,Fe’’)4Fe’’’(Si4O11)2 O(OH)

InterstizialeQuando gli atomi o ioni si vanno a collocare all’interno di vuoti strutturali; es berillo, zeoliti.

Omissionale

Quando una posizione reticolare può essere occupatada un certo atomo o rimanere vuota, con formazione di una lacuna reticolare.

Es: NaAlSiO4- SiSiO4 (Nefelina-Tridimite)K + + K+ Pb2+ + � (microclino varietà amazzonite)

I Silicati sono classificati in funzione del tipo di polimeroformato dalle catene Si-O

CRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-I

L’Unità base dei polimeri silicatici è il tetraedro SiO4

•[SiO4]4- Tetraedri indipendenti Nesosilicati

•Esempi: olivine granati

•[Si2O7]6- Doppio tetraedro Sorosilicati

•Esempio: lawsonite

•n[SiO3]2- n = 3, 4, 6 Ciclosilicati

•Esempio: benitoite BaTi[Si3O9]• axinite Ca3Al2BO3[Si4O12]OH• beryl Be3Al2[Si6O18]

CRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-II

Alcuni esempi di polimeri silicatici

– [SiO3]2- catena singola [Si4O11]4- Doppiacatena

– pirosseni pirossenoidi anfiboli

CRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-III

INOSILICATI

•[Si2O5]2- Strati tetraedrici Fillosilicati•miche talco minerali argillosi serpentino

CRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-IV

•[SiO2] Struttura di tetraedri tridimensionale: completamente polimerizzataTectosilicati

•Quarzo, feldspati, feldspatoidi zeoliti

QuarzoQuarzo didi bassabassa temperaturatemperatura

CRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-V

Nesosilicati: tetraedri SiO4 indipendenti

CRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-VI

ProspettivaProspettiva didi un un OlivinaOlivina (100) in (100) in blublu = M1 in = M1 in giallogiallo = M2= M2

projectionprojection

CRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-VII

CRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-VIII

ProspettivaProspettiva didi un un OlivinaOlivina (001) in (001) in blublu = M1 in = M1 in giallogiallo = M2= M2

CRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-IX

Le olivine di Mg e Fe2+ formano una serie completa disoluzioni solide, in cui uno ione di raggio piccolo (Mg-65 pm) viene sostituito da uno ione di raggio più grande (Fe2+-76 pm).I legami catione – ossigeno sono più deboli per il catione più

grande di eguale carica.La fayalite quindi avrà un punto di fusione più basso rispetto

alla forsterite.

Garnet: AGarnet: A2+2+33 BB3+3+

22 [SiO[SiO44]]3 3

““PiralspitePiralspite”” –– cationecatione AlAl3+3+ fissofisso1.1. PiPiroporopo: Mg: Mg33 AlAl22 [SiO[SiO44]]3 3 2.2. AlAlmandinomandino: Fe: Fe33 AlAl22 [SiO[SiO44]]333.3. SpSpessartinaessartina: Mn: Mn33 AlAl22

[SiO[SiO44]]33““UgranditeUgrandite”” = = cationecatione CaCa2+2+ fissofisso

1.1. UUvarovitevarovite: Ca: Ca33 CrCr22 [SiO[SiO44]]332.2. GrGrossulariaossularia: Ca: Ca33 AlAl22 [SiO[SiO44]]333.3. AndAndradite: Caradite: Ca33 FeFe22 [SiO[SiO44]]33

CRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-XIII

Nel caso in cui i tetraedri isolati [SiO4]4- sono neutralizzati

contemporaneamente da cationi trivalenti e bivalenti; la struttura che ne deriva e la struttura tipica dei granati

N.B.: N.B.: NellaNella prima prima serieserie, , passandopassando daldal PiropoPiropo allaalla SpessartinaSpessartina, vi , vi èè un un aumentoaumento del del raggioraggioionicoionico deidei cationicationi bivalentibivalenti cheche sisi riperquoteriperquote sullesulle dimensionidimensioni delladella cellacella elementareelementare

Garnet: AGarnet: A2+2+33 BB3+3+

22 [SiO[SiO44]]3 3

Garnet (001) view blue = Garnet (001) view blue = SiSi purple = A turquoise = Bpurple = A turquoise = B

GranatoGranato (001) view (001) view blublu = = SiSi viola = A viola = A turcheseturchese = B= B

CRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-XIV

La struttura consta di un’alternanza di tetraedri SiO4 con ottaedri B3+O6.

Questi formano un’impalcatura tridimensionale,

unendosi tra loro per vertici, e lasciando degli interstizi di forma cubica

distorta con al centro i cationi X2+ neutralizzati

da 2 Ossigeni in opposizione

Garnet: AGarnet: A2+2+33 BB3+3+

22 [SiO[SiO44]]3 3

aa11

aa22

aa33

CRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-XVII

DiopsideDiopside--prospettivaprospettiva (001) in blue = (001) in blue = SiSi in viola = M1 (Mg) in in viola = M1 (Mg) in giallogiallo = M2 (Ca)= M2 (Ca)

bb

a si

na

sin ββ

INOSILICATI: CATENA SINGOLA-PIROSSENID

iops

ide

Dio

psid

e : : C

aMg

CaM

g[S

i[S

i 22OO66]]

Dove Dove sonosono le le catenecatene SiSi--OO--SiSi--OO ????

CRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-XVIII

DiopsideDiopside--prospettivaprospettiva (001) in blue = (001) in blue = SiSi in viola = M1 (Mg) in in viola = M1 (Mg) in giallogiallo = M2 (Ca)= M2 (Ca)

bb

a si

na

sin ββ

INOSILICATI: CATENA SINGOLA-PIROSSENID

iops

ide

Dio

psid

e : : C

aMg

CaM

g[S

i[S

i 22OO66]]

CRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-XIX

DiopsideDiopside--prospettivaprospettiva (001) in blue = (001) in blue = SiSi in viola = M1 (Mg) in in viola = M1 (Mg) in giallogiallo = M2 (Ca)= M2 (Ca)

bb

a si

na

sin ββ

INOSILICATI: CATENA SINGOLA-PIROSSENID

iops

ide

Dio

psid

e : : C

aMg

CaM

g[S

i[S

i 22OO66]]

CRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-XX

DiopsideDiopside--prospettivaprospettiva (001) in blue = (001) in blue = SiSi in viola = M1 (Mg) in in viola = M1 (Mg) in giallogiallo = M2 (Ca)= M2 (Ca)

bb

a si

na

sin ββ

INOSILICATI: CATENA SINGOLA-PIROSSENID

iops

ide

Dio

psid

e : : C

aMg

CaM

g[S

i[S

i 22OO66]]

CRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-XXI

DiopsideDiopside--prospettivaprospettiva (001) in blue = (001) in blue = SiSi in viola = M1 (Mg) in in viola = M1 (Mg) in giallogiallo = M2 (Ca)= M2 (Ca)

INOSILICATI: CATENA SINGOLA-PIROSSENID

iops

ide

Dio

psid

e : : C

aMg

CaM

g[S

i[S

i 22OO66]]

Vista Vista prospetticaprospettica

bb

a si

na

sin ββ

CRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-XXIIINOSILICATI: CATENA SINGOLA-PIROSSENI

In definitiva la struttura dei minerali del gruppo dei pirosseni contiene 2 unità

fondamentali:

1) Tetraederi Si-O legati per due vertici a formare una catena infinita

parallela all’asse c, in cui la base di ciascun tetraedro è orientata in modo

approssimativamente parallelo al piano (001)

2) Strati ottaedrici contenenti cationi M (Ca, Mg, Na, Fe etc…) a

coordinazione 6 o 8 che servono a collegare lateralmente le catene.

Questi poliedri hanno gli spigoli in comune tra loro e formano strati

continui o ampie bande che giacciano sul piano (100) e sono

parallele all’asse c.

CRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-XXIIIPyroxene Chemistry

Formula generale dei pirosseniW1-P (X,Y)1+P Z2O6

dove– W = Ca Na– X = Mg Fe2+ Mn Ni Li– Y = Al Fe3+ Cr Ti– Z = Si Al

I pirosseni sono dei minerali anidri, quindi le alte T o le condizioni anidre favoriscono la formazione di

pirosseni piuttosto che di anfiboli

•Inosilicati: catena doppia- anfiboli

Tremolite (001) view blue = Si purple = M1 rose = M2 gray Tremolite (001) view blue = Si purple = M1 rose = M2 gray = M3 (all Mg)= M3 (all Mg)yellow = M4 (Ca)yellow = M4 (Ca)

Tremolite:Tremolite:CaCa22MgMg55 [Si[Si88OO2222] (OH)] (OH)22

bb

a si

na

sin ββ

CRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-XXVII

•Inosilicati: catena doppia- anfiboliCRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-XXVIII

bb

a si

na

sin ββ

Hornblende (001) view dark blue = Si, Al purple = M1 rose = Hornblende (001) view dark blue = Si, Al purple = M1 rose = M2 M2 light blue = M3 (all Mg, Fe) yellow ball = M4 (Ca) purpllight blue = M3 (all Mg, Fe) yellow ball = M4 (Ca) purple ball = A (Na)e ball = A (Na)

little turquoise ball = Hlittle turquoise ball = H

OrneblendaOrneblenda(Ca, Na)(Ca, Na)22--3 3 (Mg, Fe, (Mg, Fe,

Al)Al)55 [(Si,Al)[(Si,Al)88OO2222] ] (OH)(OH)22

•Inosilicati: catena doppia- anfiboliCRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-XXVIII

OrneblendaOrneblenda(Ca, Na)(Ca, Na)22--3 3 (Mg, Fe, (Mg, Fe,

Al)Al)55 [(Si,Al)[(Si,Al)88OO2222] ] (OH)(OH)22

Hornblende (001) view Hornblende (001) view dark blue = Si, Al purple dark blue = Si, Al purple

= M1 rose = M2 = M1 rose = M2 light blue = M3 (all Mg, light blue = M3 (all Mg,

Fe)Fe)

•Inosilicati: catena doppia- anfiboliCRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-XXVIII

OrneblendaOrneblenda(Ca, Na)(Ca, Na)22--3 3 (Mg, Fe, (Mg, Fe,

Al)Al)55 [(Si,Al)[(Si,Al)88OO2222] ] (OH)(OH)22

M1M1--M3 M3 sonosono sitisitipiccolipiccoli

M4 M4 sonosono pipiùù grandigrandi(Ca)(Ca)

I I sitisiti A A sonosono I I pipiùùgrandigrandi

Hornblende (001) view dark blue = Si, Al purple = M1 rose = Hornblende (001) view dark blue = Si, Al purple = M1 rose = M2 M2 light blue = M3 (all Mg, Fe) yellow ball = M4 (Ca) purpllight blue = M3 (all Mg, Fe) yellow ball = M4 (Ca) purple ball = A (Na)e ball = A (Na)

little turquoise ball = Hlittle turquoise ball = H

CRISTALLOCHIMICA DEI MINERALI-XXVIII

• Formula generale:

– W0-1 X2 Y5 [Z8O22] (OH, F, Cl)2

– W = Na K– X = Ca Na Mg Fe2+ (Mn Li)– Y = Mg Fe2+ Mn Al Fe3+ Ti– Z = Si Al

• La grande varietà tipologica dei siti e delle dimensioni deglistessi → una grande varietà chimica, e quindi un ampio campo di stabilità

• La natura idrata implica un limite di T superiore di stabilità

Amphibole Chemistry

Inosilicates

Pyroxenes and amphiboles are very similar:– Both have chains of SiO4 tetrahedra – The chains are connected into stylized I-beams by M octahedra– High-Ca monoclinic forms have all the T-O-T offsets in the same

direction– Low-Ca orthorhombic forms have alternating (+) and (-) offsets

++++ ++

++++++

++++++ --

-- --

----

--

++++++

aa

aa

++++ ++

++++ ++

++++ ++

++++ ++

----

--

----

--

ClinopyroxeneClinopyroxene

OrthopyroxeneOrthopyroxene OrthoamphiboleOrthoamphibole

ClinoamphiboleClinoamphibole

Inosilicates

Cleavage angles can be interpreted in terms of weak bonds in M2 sites (around I-beams instead of through them)Narrow single-chain I-beams → 90o cleavages in pyroxenes while wider double-chain I-beams → 60-120o cleavages in amphiboles

pyroxenepyroxene amphiboleamphibole

aa

bb

Ciclosilicati Ciclosilicati: In questi silicati le unità

tetraedriche sono legate fra loro a

formare anelli di tre, quattro o sei tetraedri. I

ciclosilicati più noti sono il berillo e la

tormalina che sono costituiti da cristalli prismatici a causa della caratteristica

disposizione ad anelli. Del berillo

sono note la varietàverde (smeraldo),

azzurra (acquamarina)

SiO4 tetrahedra polymerized into 2-D sheets: [Si2O5]Apical O’s are unpolymerized and are bonded to other

constituents

Phyllosilicates

Tetrahedral layers are bonded to octahedral layers (OH) pairs are located in center of T rings where no

apical O

Phyllosilicates

Octahedral layers can be understood by analogy with hydroxides

Phyllosilicates

Brucite: Mg(OH)Brucite: Mg(OH)22

Layers of octahedral Mg in Layers of octahedral Mg in coordination with (OH)coordination with (OH)

Large spacing along Large spacing along cc due due to weak van to weak van derder waalswaalsbondsbonds

cc

Phyllosilicates

Gibbsite: Al(OH)Gibbsite: Al(OH)33

Layers of octahedral Al in coordination with (OH)Layers of octahedral Al in coordination with (OH)

AlAl3+3+ means that means that only 2/3 of the VI sites may be occupiedonly 2/3 of the VI sites may be occupied for chargefor charge--balance reasonsbalance reasons

BruciteBrucite--type layers may be called type layers may be called trioctahedraltrioctahedral and gibbsiteand gibbsite--type type dioctahedraldioctahedral

aa11

aa22

Phyllosilicates

Kaolinite:Kaolinite: AlAl22 [Si[Si22OO55] (OH)] (OH)44

TT--layers and layers and didiocathedralocathedral (Al(Al3+3+) layers ) layers

(OH) at center of T(OH) at center of T--rings and fill base of VI layer rings and fill base of VI layer →→

Yellow = (OH)Yellow = (OH)T T O O --T T O O --T T OO

vdwvdw

vdwvdw

weak van weak van derder WaalsWaals bonds between Tbonds between T--O groups O groups

Phyllosilicates

Serpentine:Serpentine: MgMg33 [Si[Si22OO55] (OH)] (OH)44

TT--layers and layers and tritriocathedralocathedral (Mg(Mg2+2+) layers ) layers

(OH) at center of T(OH) at center of T--rings and fill base of VI layer rings and fill base of VI layer →→

Yellow = (OH)Yellow = (OH)T T O O --T T O O --T T OO

vdwvdw

vdwvdw

weak van weak van derder WaalsWaals bonds between Tbonds between T--O groups O groups

Serpentine

Octahedra are a bit larger than tetrahedral Octahedra are a bit larger than tetrahedral match, so they cause bending of the Tmatch, so they cause bending of the T--O O layers (after Klein and layers (after Klein and HurlbutHurlbut, 1999)., 1999).

Antigorite maintains a Antigorite maintains a sheetsheet--like form by like form by

alternating segments of alternating segments of opposite curvatureopposite curvature

Chrysotile does not do this Chrysotile does not do this and tends to roll into tubesand tends to roll into tubes

Phyllosilicates

Pyrophyllite:Pyrophyllite: AlAl22 [Si[Si44OO1010] (OH)] (OH)22

TT--layer layer -- didiocathedralocathedral (Al(Al3+3+) layer ) layer -- TT--layer layer

T T O O T T --T T O O T T --T T O O TT

vdwvdw

vdwvdw

weak van weak van derder WaalsWaals bonds between T bonds between T -- O O -- T groups T groups

Yellow = (OH)Yellow = (OH)

Phyllosilicates

Talc:Talc: MgMg33 [Si[Si44OO1010] (OH)] (OH)22

TT--layer layer -- tritriocathedralocathedral (Mg(Mg2+2+) layer ) layer -- TT--layer layer

T T O O T T --T T O O T T --T T O O TT

vdwvdw

vdwvdw

weak van weak van derder WaalsWaals bonds between T bonds between T -- O O -- T groups T groups

Yellow = (OH)Yellow = (OH)

Phyllosilicates

Muscovite:Muscovite: KK AlAl22 [Si[Si33AlAlOO1010] (OH)] (OH)2 2 (coupled K (coupled K -- AlAlIVIV))

TT--layer layer -- didiocathedralocathedral (Al(Al3+3+) layer ) layer -- TT--layer layer -- KK

T T O O T T KKT T O O T T KKT T O O TT

K between T K between T -- O O -- T groups is stronger than T groups is stronger than vdwvdw

Phyllosilicates

Phlogopite:Phlogopite: K MgK Mg33 [Si[Si33AlOAlO1010] (OH)] (OH)22

TT--layer layer -- tritriocathedralocathedral (Mg(Mg2+2+) layer ) layer -- TT--layer layer -- KK

T T O O T T KKT T O O T T KKT T O O TT

K between T K between T -- O O -- T groups is stronger than T groups is stronger than vdwvdw

A Summary of Phyllosilicate Structures

Phyllosilicates

Fig 13.84 Klein and HurlbutManual of Mineralogy, © John Wiley & Sons

TectosilicatesLow Quartz

001 Projection Crystal Class 32001 Projection Crystal Class 32

TectosilicatesHigh Quartz at 581oC

001 Projection Crystal Class 622001 Projection Crystal Class 622

TectosilicatesCristobalite

001 Projection Cubic Structure001 Projection Cubic Structure

TectosilicatesStishovite

High pressure High pressure →→ SiSiVIVI

TectosilicatesLow Quartz Stishovite

SiSiIVIV SiSiVIVI

TectosilicatesFeldspars

Albite: Albite: NaNaAlAlSiSi33OO88

Substitute two Substitute two AlAl3+3+ for Sifor Si4+4+

allows Caallows Ca2+2+ to to be addedbe added

Substitute AlSubstitute Al3+3+

for Sifor Si4+4+ allows allows NaNa++ or Kor K++ to be to be addedadded

Diagrammi di fase:SiO2 - C

Stishovite

Coesite

α- quartzβ- quartz

Liquid

TridymiteCristobalite

600 1000 1400 1800 2200 2600

2

4

6

8

10

Pre

ssur

e (G

Pa)

Temperature oC