ESTRUCTURA DE FILOSILICATOS.

    Se caracterizan porque los tetraedros de sílice comparten tres de sus vértices disponiéndose en láminas ilimitadas de las que sobresalen los vértices libres de los tetraedros con un oxígeno que tiene una valencia sin saturar.

La presencia de esas valencias libres permite el enlace con cationes en coordinación 6, a través de los cuales se unirán dos láminas (capas t) con sus tetraedros enfrentados formando paquetes que a su vez se unirán entre sí. Tal estructura dota a este grupo de minerales de un marcado hábito laminar y, en general, de exfoliación perfecta.

    La unidad estructural (área delimitada en rojo de la figura siguiente), formada por dos tetradros con tres de sus vértices compartidos, da lugar a una fórmula estructural:

Si2O5–2

Como se ve, la relación Si/O es de 2:5.

    La disposición de los tetraedros en la lámina da lugar a anillos senarios. En el centro de cada anillo de seis tetraedros, a la misma altura que los oxígenos de los vértices libres, entra un ión OH–. Ahora un catión puede situarse en coordinación 6 con dos oxígenos y un hidroxilo de cada una de dos capas enfrentadas de tetraedros. La coordinación es por tanto octaédrica (capa o). El triángulo sombreado de la figura siguiente representa una de las caras de estos octaedros y la esfera roja el ión OH–. Las azules son los oxígenos. Por tanto, la estructura básica de los filosilicatos consiste en conjuntos de capas de tipo "t-o" o de tipo "t-o-t", unidas entre sí, a veces tan sólo por fuerzas de Van der Waals.

    Las posiciones tetraédricas pueden presentar además una sustitución parcial de Si tetravalente por Al trivalente. Esto genera nuevos residuos de carga negativa sin saturar que permite la entrada de más cationes que unen los conjuntos t-o ó t-o-t entre sí a través de enlaces iónicos.

    En el centro del octaedro de coordinación se ha representado el catión como una esfera de color rojo. Este catión puede ser Mg+2 o Al+3. Si se trata de magnesio divalente, es posible que ocupe las tres posiciones posibles, se tiene entonces una capa trioctaédrica, mientras que si entra alumninio trivalente sólo se ocuparán dos posiciones en cada anillo y se llama dioctaédrica. En el primer caso, la capa octaédrica se dice que es de tipo brucita y, si es de alumnio, se llama de tipo gibbsita.

    El desplazamiento entre las capas t sucesivas unido a que el tamaño del triángulo definido por los dos oxígenos y el hidroxilo no corresponde exactamente a la cara de un octaedro regular limitan la simetría de los minerales de este grupo a los sistemas triclínico, monoclínico y, como máximo, ortorrómbico.

NESOSILICATOS

ESTRUCTURA DE NESOSILICATOS

Se caracterizan porque los tetraedros de sílice aparecen aislados entre sí, no compartiendo ningún oxígeno, como radicales isla. Por tanto, cada uno de los cuatro oxígenos del tetraedro posee una valencia libre o carga sin saturar que habrá de ser compensada por cationes que sirven

de enlace entre los tetraedros además de intervenir en la configuración de la estructura:

Así, la unidad estructural queda formada por un único tetraedro SiO4

con cuatro cargas negativas libres. Como se ve, la relación Si/O es de 1:4.

Por otra parte, el enlace Si-O (covalente sp3) es muy fuerte, lo que confiere a estos minerales una dureza y densidad elevadas, alto índice de refracción y mala o nula exfoliación.

Se distinguen dos grandes grupos de estructuras:

Con presencia únicamente de cationes divalentes. De

fórmula general:   SiO4 X2donde X = Mg, Fe, Ca,...

Con presencia de cationes divalentes y trivalentes. De

fórmula general:   SiO4 X3 Y2donde X = Ca, Fe,... ; Y = Fe, Al,...

Además, puede haber aniones adicionales (titanita, topacio, cloritoides,...), dando lugar a una mayor variedad de minerales. En función de lo anterior, tenemos las siguientes familias de nesosilicatos:

Característica Familia Minerales Composición

Nesosilicatos con cationes

Circón Circón Zr Si O4

Fenacita Fenacita  Willemita

Be2 Si O4 Zn2 Si O4

Granates Seriede laPiralspita

Piropo  Almandino  Espesartina

Mg3 Al2 (SiO

Fe3 Al2 (SiO4

Mn3 Al2 (SiO

Serie Uvarovita  Ca3 Cr2 (SiO

de laUgrandita

Grosularia  Andradita

Ca3 Al2 (SiOCa3 Fe2 (SiO

Olivino Forsterita  Fayalita

Mg2 Si O4 Fe2 Si O4

Nesosilicatos con aniones adicionales

Aluminosilicatos

Andalucita  Sillimanita  Cianita o Distena

Al2 Si O5

Dumortierita Al7 O3 (BO3) (Si4 O)3

Topacio Topacio Al2 Si O4 (F,OH)2

Humita

Condrodita  Cloritoide  Datolita  Esfena o Titanita

Mg5 (Si O4)2 (OH,F)2 (Fe,Mg)2Al4O2(Si O4)2(OH)4

Ca B (Si O4)(OH)Ca Ti O (Si O

Algunos nesosilicatos tienen valor como gemas o como piedras semipreciosas, tales como grosularia, piropo rodolita, andalucita, topacio, demantoide, etc.

FILOSILICATOS