Silicio dioksido mineralas, bet kokia iš silicio dioksido (SiO 2) formų, įskaitant kvarcą, tridimitą, cristobalitą, koesitą, stisovitą, lechatelieritą ir chalcedoną. Įvairių rūšių silicio dioksido mineralai buvo gaminami sintetiniu būdu; vienas yra keatitas.
Bendrosios pastabos
Kvarco mineralai sudaro maždaug 26 procentus žemės plutos svorio ir yra tik mineralų gausoje pagal žemės paviršiaus duomenis. Laisvasis silicio dioksidas yra įvairių kristalų pavidalu, jo sudėtis labai panaši į silicio dioksido sudėtį, 46,75% svorio sudaro silicis ir 53,25% deguonies. Kvarcas yra iki šiol labiausiai paplitusi forma. Tridimitas, cristobalitas ir vandeninis silicio dioksido mineralinis opalas yra nedažni, o stiklakūnio (stiklinio) silicio dioksido, koezito ir stisovito yra tik keliose vietose. Laboratorijoje buvo pagaminta keletas kitų formų, tačiau gamtoje jų nerasta.
Fizinės ir cheminės savybės
Silicio dioksido mineralų, išskyrus stisovitą, kristalografinės struktūros yra susietų tetraedrų trimatės matricos, kurių kiekviena sudaryta iš silicio atomo, suderinto su keturiais deguonies atomais. Tetraedrai yra gana reguliarūs, o silicio ir deguonies jungčių atstumai yra 1,61 ± 0,02 Å. Pagrindiniai skirtumai yra susiję su tetraedrinių jungčių geometrija, o tai gali sukelti nedidelius iškraipymus silicio dioksido tetraedruose. Aukštas slėgis verčia silicio atomus derinti veiksmus su šešiais deguonies atomais, todėl stishovito struktūroje susidaro beveik reguliarūs oktaedrai.
Kai gryni silicio dioksido mineralai yra bespalviai ir skaidrūs, turi stiklinį blizgesį. Jie nėra elektros laidininkai ir yra diamagnetiniai. Visi jie yra kieti ir stiprūs, todėl patiria trapų lūžį, patiriamą veikiant stresui.
Lentelėje lyginamos kai kurios svarbios silicio dioksido mineralų fizinės savybės. Visi, išskyrus žemą tridimitą ir koezitą (tarp kristalinių atmainų), turi gana didelę simetriją. Silicio dioksido mineralams, susidedantiems iš susietų tetraedrų, rodiklis yra tiesinis ryšys tarp lentelėje nurodytų savitojo gravitacijos verčių ir refrakcijos rodiklių aritmetinio vidurkio (šviesos greičio, perduodamo skirtingomis kristalografinėmis kryptimis). Šis ryšys netaikomas stisovitui, nes jis nėra sudarytas iš silicio dioksido tetraedrų. Melanoflogitas yra pastebimas, nes grafike jis yra žemiau stiklakūnio silicio dioksido. Silicio mineralų savitasis sunkumas yra mažesnis nei daugumos tamsių spalvų silikatinių mineralų, susijusių su gamta; paprastai dėl šios priežasties šviesesnės spalvos uolienos turi mažesnį savitąjį sunkumą. Kvarco mineralai netirpsta ir sunkiai tirpsta stipriose rūgštyse, išskyrus vandenilio fluoridą, kuriame yra ryšys tarp savitojo svorio ir tirpumo.
Kai kurios silicio dioksido mineralų fizinės savybės
| fazė | simetrija | specifinė gravitacija | kietumas |
|---|---|---|---|
| kvarcas (alfa-kvarcas) | šešiakampis; trigonalinė trapecija | 2.651 | 7 |
| aukštas kvarcas (beta-kvarcas) | šešiakampis; šešiakampė trapecija | 2,53 esant 600 laipsnių Celsijaus | 7 |
| žemas tridimitas | monoklinika? | 2.26 | 7 |
| aukštas tridimitas | ortorombinis | 2.20 esant 200 laipsnių Celsijaus | 7? |
| žemas kristobalitas | keturkampis | 2.32 | 6–7 |
| aukštas kristobalitas | izometrinis | 2.20 esant 500 laipsnių Celsijaus | 6–7 |
| keatitas | keturkampis | 2.50 | ? |
| bendravietė | monoklinika | 2.93 | 7.5 |
| stishovite | keturkampis | 4.28 | ? |
| stiklakūnio silicio dioksidas | amorfinis | 2.203 | 6 |
| opalas | silpnai kristaliniai ar amorfiniai | 1.99–2.05 | 5½ – 6½ |
