Clasificación estructural de los silicatos

• Nesosilicatos
• Sorosilicatos
• Ciclosilicatos
• Inosilicatos
• Filosilicatos
• Tectosilicatos
• Bibliografía

Clasificación estructural de los
silicatos.

• Clasificación estructural geométrica
  definida.
• Tetraedros independientes, individuales, aislados
  (ortosilicatos, neosilicatos) tetraedro doble, pares de
  tetraedros (piosilicatos orosilicatos).
• Anillos de tetraedro (estructura
  en anillo, tetraedro en anillo)
• Estructura de cadenas.
• • Cadenas simples, sencillas, independientes
    (inosilicatos), tetraedro en cadena, cadena doble,
    tetraedro en cadena o dobles.
• Tetraedro en hojas, estructuras
  en capas, láminas de tetraedros disilicatos e
  ilosilicatos.
• Asociación de motivos
• • redes tridimensionales tipo sílice
    SiO2
  • Tectosilicatos.

Introducción

Los silicatos forman la mayor parte de los minerales
existentes en la corteza terrestre. De acuerdo con su organización interna los silicatos dan
diversos tipos de minerales como pegmatitas, rocas
meteorizadas, rocas ígneas, metamórficas y
sedimentarias. Además con la ayuda de los silicatos
obtenemos alimento por medio de las plantas, es una
parte muy importante de donde obtenemos los materiales
para la construcción de casas y edificios, para la
fabricación de utensilios como tazas, vasos,
etc.

Como mencionamos anteriormente la unidad fundamental de
los silicatos es (SiO4)4+ ordenado en forma
de tetraedro regular. El tetraedro mencionado está unido
por 50% iónico y 50% covalente. La unión de sus
iones está íntimamente ligado por las
electronegatividades y la otra es por completar su octeto de
ahí la distribución molecular en forma de
tetraedro. Si el Si4+ y el O2- entonces la
unión será como hemos mencionado antes, quedando 4
cargas negativas listas para 8enredars en otros cationes, ya que
si completa su octeto las 4 cargas positivas de Si4+
quedan anuladas por cuatro O4- pero a su ves estos
O2- dejan una carga que al ser sumadas nos da un total
de 4 negativas, las ‘sobrantes’ de la
molécula.

Estas carga negativas pueden servir, de hecho es
así intermolecularmente, se unen a otros cationes para
neutralizar sus cargas. Entonces esta unión se puede
presentar entre moléculas SiO4. Cuando esto
sucede a esas uniones le llama puentes de oxígeno, cuando el número de puentes
de oxígeno se incrementa en tal forma que se dice que las
moléculas se están polimerizando.

Con esta polimerización se pueden formar
estructuras llamadas nesosilicatos, ortosilicatos, senosilicatos,
disilicatos, cadenas de silicatos, anillos, ciclosilicatos,
filosilicatos y tectosilicatos. Hablaremos de cada uno de ellos
por separado.

Podemos hablar entonces también de
sustitución de Si4+ por Al3+, no
todas las estructuras de silicatos lo manejan, y no es poco
común, en realidad en la mayoría de sus minerales
silicatos están entrelazados tetraedros de SiO4
y AlO3 formando diversas estructuras.

Nesosilicatos.

Los tetraedros SiO4 están unios por
O2- en enlaces iónicos. El empaquetamiento
atómico de las estructuras de los nesosilicatos es
generalmente denso, lo que hace que los minerales de este
grupo tengan
valores
relativamente altos de peso específico y dureza. Como los
tetraedros de SiO4 son independientes y no
están ligados a cadenas o láminas, por ejemplo, el
hábito cristalino de los nesosilicatos es generalmente
equidimensional y no existen direcciones pronuncias de
exfoliación. Aunque el Al3+ sustituye
común y fácilmente la posición de Si de los
silicatos, la proporción de esta sustitución en los
tetraedros de SiO4 en los nesosilicatos es
generalmente débil. (1). Los miembros más comunes
de los nesosilicatos son el olivino y el granate, para si estudio
los hemos dividido en grupos donde
detallamos sus características principales.

– Grupo del olivino.

Su representación en CaO- MgO-FeO-
SiO2 su serie comienza de la forsterita
(Mg2 SiO4) a la fayerita (Fe2
SiO4) durante esta serie puede presentarse
sustituciones del tipo Mn2+ por Fe2+ dando
olivinos muy raros con el tefroita
(Mn2SiO4). Esta serie tiene su origen
cuando un magma rico en Fe y Mg comienza a cristalizar,
formándose forsterita en un grado de fusión de
1840° C en su extremo esta la fallerita con 1205° C,
aunque sea una temperatura
inferior no deja de ser muy elevada para nosotros. De acuerdo con
la serie, dependiendo del contenido del magma existirán
variaciones en el resultado de cristalización por ejemplo:
si tiene mayor contenido de Fe el olivino agotará
más rápido al Mn y sus cristales tendrán
mayor contenido de Fe, por lo tanto hay ligeras diferencias si el
magma es rico en Fe o Mn.

A esta temperatura y presión se
obtiene una cristalización homogénea y bien
definida, el color y di
densidad
dependen de los factores antes mencionados, éstos
aún habiendo diferencias debe ser de color oscuro ambos y
su peso específico alto.

• Grupo del granate.

Se encuentran especialmente en las rocas
metamórficas, su fórmula estructural es
A3B2(SiO4 )3 en donde
A son cationes divalentes de gran tamaño y B cationes
trivalentes pequeños, entonces si A está ocupada
por Ca y B puede ser Mg2+, Fe2+,
Mn2+ tenemos un pequeño grupo llamado
ugrandita; ahora si B contiene Al3+, Fe3+ y
Cr3+ tenemos otra nueva división, 2 series: la
piralespita ( Ca en a no existe y B es Al) y ugrandita (antes
mencionado).

Además de estos grupos también se puede
sustituir al SiO4 por grupos de (OH)4 teniendo
hidro-granates.

Del grupo ugrandita el más común llamado
simplemente ‘granate’ es la andradita
(Ca3Fe3+2). Tienen un peso
específico alto pero no mayor al del olivino, sus colores
varían en el verde oscuro pasando por
cafés.

Existen otros grupos además de éstos, el
circón, el grupo de la humita, obviamente con estructura
de nesosilicatos pero no resaltan la ‘sencillez’ de
los dos grupos primeramente descritos, a diferencia de ellos
presentan complejidades en su forma estructural, con
excepción del circón. Hablemos brevemente de
ellos.

• Circón.

Formula (SiO4)Zr generalmente se utiliza
como gema por su gran semejanza con el diamante en cuanto a
color y brillo.

• grupo Al3 SiO5

Son 3 polimorfos localizados en rocas
metamórficas:

-andalucita- tiene gran dureza, presenta cristales
ortorrómbicos en forma de prismas, es utilizada en la
industria.

-silimanita. Cristales largos delgados
ortorrómbicos.

-cianita.- triclínico con cristales tabulares.
Utilizado también en la industria.

-topacio
(Al2SiO4(F.OH)2) es
ortorrómbico, en cristales prismáticos terminados
en bipirámide, generalmente se usa como gema por sus
diversos colores y dureza.

– Grupo de la humanita.

Formado por 4 miembros:

noribergita
Mg3(SiO4)(F,OH)2

condrodita
Mg5(SiO4)2(F,
OH)2

humita Mg7(SiO4)3(F,
OH)2

clinohumanita
Mg9(SiO4)4(F,
OH)2

Su estructura es muy parecida a la del olivino, se
localizan en calizas y dolomitas
metamórficas.

Sorosilicatos.

Los sorosilicatos están formados por grupos
tetraédricos dobles, es decir, por dos tetraedros
SiO4 compartiendo un oxigeno, la
proporción Si-O es 7:2. de este grupo solo se conocen 6
especies, pero las más importantes son el grupo de la
epidota y el grupo dela idocrasa.

– Grupo de la epidota.

En su estructura contiene además de tetraedros
dobles tetraedros independientes. Contienen ortosilicatos
AlO6 y AlO4(OH)2
compartiéndose en dirección de un eje. Las cadenas
están enlazadas por grupos independientes
SiO4 y Si2O7. El Ca
está en coordinación irregular 8 con el
oxígeno. La porción que albergue el
Ca2+ puede estar cubierta en parte por
Na+. La posición octaédrica exterior a
las cadenas puede albergar Mn3+ y más
raramente Mn2+, además del Al y
Fe3+. (1).

Todos sus miembros son sorosilicatos formando
cristales monoclínicos, alargados en un eje
(generalmente B). El mineral más representativo es la
epidota, su cristalografía es ortorrómbica,
presenta cristales alargados con un aspecto prismático,
en algunas ocasiones es utilizada como gema.

– Grupo de la idocrasa
(Ca10(Mg,Fe)2Al4(SiO4)5(Si2O7)2(OH)4.

Hay alguna sustitución de Na por C;
Mn2+ y Ti por Al; F por OH. En algunas variedades se
he registrado B y Be. La estructura de la idocrasa aparece
íntimamente relacionada con la del granate grosularita.
Algunas partes de la estructura son comunes a ambos minerales.
Los tetraedros SiO4, así como los grupos
Si2O7, se presentas aislados. Tres
cuartas partes del Ca están en coordinación 8 y
un cuarto en coordinación 6 con el oxígeno. El Al
y Fe y Mg están en coordinación octaédrica
con el oxígeno. (1).

Tienen cristalografía tetragonal, los cristales
tienen hábito prismático. Su empleo es
reducido, a veces la utilizan como jade, o piedra
preciosa.

Ciclosilicatos.

Los ciclosilicatos están formados por anillos
de tetraedros SiO4 enlazados, con una
relación Si:O =1:3, exhibiendo tres posibles
configuraciones clínicas cerradas (1), la estructura
sencilla en el anillo Si3O9 representada
por el titanio-silicato. El anillo Si4O12 está
representado por la pagodita
(Ca2Cu2Al2Si4O12(OH)6),
la axinita entre esta en este grupo inicialmente, con muchos
avances se ha visto que tiene muchos componentes
más.

El anillo Si6O18 es la base para
las estructuras del berilo
(Be3Al2Si6O18) y la
turmalina. Estas hojas de iones Be y Al se encuentran entre las
capas de anillos. El Be con coordinación 4 y el Al con
coordinación 6 conectan las capas conjuntamente vertical
y horizontalmente. Los anillos silicio-oxígeno
están dispuestos de manera que no sean polares, es
decir, pueden ser imaginado un plano de simetría que
atraviesa los tetraedros en el plano del anillo. Los anillos
están superpuestos en las hojas basales de modo que se
corresponda los orificios centrales, formando canales bien
definidos paralelos al eje c, en los que puede quedar retenida
una amplia variedad de iones, átomos neutros y
moléculas. De esta manera, el berilo alberga
(OH)-, H2O, F, He y iones de Rb, Cs, Na y
K. (1).

El berilo aunque está incluido en lo
ciclosilicatos, los tetraedros BeO4 tienen una red global
tridimensional, por lo que también pueden ser incluidos
en los tectoslicatos.

La turmalina.

Está constituida de anillos
Si6O18 alrededor de cuyo centro alternan
Na+ y OH-. Sin embargo, en la turmalina
estos asnillos son polares, es decir, la fuerza neta
de los enlaces dirigidos a una cara del anillo no es la misma
que la fuerza de los enlaces dirigidos a la otra, mirando
primero en una dirección y después en la otra a
lo largo del eje c. intercalados con los anillos están
las láminas del grupo BeO3 triangulares. Los
grupos octaédricos
(Li,Mg,Al)O4(OH)2 enlazan conjuntamente
los anillos Si6O18 y los grupos
BO3. las columnas de anillos
Si6O18 están conectadas entre
sí por grupos (Al,Fe,Mn)O5(OH).
(1).

– Axinita
((Ca,Fe2+,Mn)3Al2BSi4O16H)

Cristaliza en sistema
triclínico con cristales delgados con aristas agudas, su
composición tiene cantidades bailables de Ca, Mn y Fe
entrelazados en los anillos, utilizada como gema
secundaria.

cristales de axinita

• berilo.
  (Be3Al2(Si6O18))

Cristalografía hexagonal, sus cristales de gran
tamaño. Tiene gran diversidad de colores, azul
aguamarina,’morganita’ berilo rosa, pasando por
toda la gama desde el rosa claro hasta el oscuro, y el berilo
dorado. Presenta algunos elementos alcalinos, su empleo es
piedra preciosa la esmeralda. También es usado para
sacar berilio, metal ligero parecido al aluminio.

– Corderita
((Mofé)2Al4Si6O18*nH2O)

cristaliza en forma ortorrómbico, son ricas en
Mg, algunas veces reemplazando por Mn, contiene gran cantidad
de agua y
pequeñas cantidades de Ca y K. Existen 2 tipos de
cordierita, la formada a baja temperatura conocida como
cordierita baja y la otra formada a alta temperatura indialita
con distribución aleatoria de Al en el anillo
(Al,Si)6O18. cuando es trasparente es
conocida como zafiro de agua, empleada como gema.

– Turmalina
(Na,Ca)(Li,Mg,Al)((Al,Fe,Mn)6(BeO3)(Si6O18)(OH)4

Cristaliza en forma hexagonal variándose la
forma de sus cristales, dependiendo del espacio en que se
encuentran. Es un silicato complejo de boro y aluminio pudiendo
haber sustituciones Ca por Na, en los centros de los canales
anulares, Mg y AL por Li entre los grupos BO3 y los
anillos Si6O18; el color de este mineral
varia enormemente, de acuerdo con la composición, si
tiene mucho Fe será negra, la turmalina parda contiene
magnesio, y las que contienen Va y Ca presentan muy diversos
colores tenues. Es utilizada como gema por que presenta una
gama de diversos colores.

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diversos tipos de turmalina

Inosilicatos.

Los tetraedros SiO4 pueden estar enlazados
formando cadenas al compartir oxígenos con los
tetraedros adyacentes. Estas cadenas sencillas pueden unirse
después lateralmente, compartiendo más
oxígenos de algunos tetraedros para formar bandas o
cadenas dobles. En la estructura de cadenas sencillas, dos de
los cuatro oxígenos de cada tetraedro SiO4
son compartidos con los tetraedros vecinos, dando ello una
relación Si:O =1:3. en la estructura de bandas, la mitad
de los tetraedros comparten tres oxígenos y la otra
mitad solo dos, con lo cual la relación es Si: O = 4:11.
(1)

Existen dos grupos importantes grupos, el grupo de los
piroxenos y el grupo de los anfíboles. El grupo de los
piroxenos está formado por una cadena mientras que el
grupo de los anfíboles está compuesto por 2
cadenas.

La mayoría de los piroxenos y anfíboles
son monoclínicos con algunos miembros
ortorrómbicos. Una diferencia entre los anfíboles
y los piroxenos es que los anfíboles presenta radicales
(OH), con esto los índices de refracción son
mayores los piroxenos, al igual que su temperatura, estas
variaciones son mínimas, pero existen.

– Grupo de los piroxenos.

La composición química de los
piroxenos esta representada por la fórmula general
XYZ2O6 donde X está representada por Na+, Ca2+, Mn2+,
Fe2+, Mg2+ y Li+ en la posición cristalográfica
M2; Y esta representada por Mn2+, Fe2, Al3+, Cr3+ y Ti4+ en la
posición M1; y Z representada por Si4+ y Al3+ en las
posiciones tetraédricas de la cadena. (debe observarse
que los cationes X en general son mayores que los cationes Y de
acuerdo con los requisitos del tamaño de los catines de
las posiciones M2 y Mi). Los piroxenos pueden dividirse en
diversos grupos, el más común de los cuales puede
representarse como parte del sistema químico CaSiO3
(wollastonita un piroxenoide) MgSiO3 (enstatita)-
FeSiO3(ferrosilita). (1).

   Los piroxenos pueden dividirse en diversos
grupos siendo habitual representarlos dentro del sistema
químico CaSiO3 – MgSiO3 – FeSiO3.

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   Sobre dicho triángulo aparecen
definidas las series diópsido (CaMgSi2O6) – hedenbergita
(CaFeSi2O6) y la serie enstatita (Mg2Si2O6) – ferrosilita
(Fe2Si2O6) así como la augita relacionada con la primera
serie y la pigeonita relacionada con la segunda.

   Los piroxenos sódicos son la egirina
(NaFeSi2O6) y la jadeita
(NaAlSi2O6), formando la egirina
(NaFeSi2O6) y la augita (Ca(Mg,Fe,Al)Si2O6)
una serie completa de soluciones
sólidas. La onfacita, a su vez, representa una serie
completa de soluciones sólidas entre la augita
(Ca(Mg,Fe,Al)Si2O6), la egirina
(NaFeSi2O6) y la jadeita
(NaAlSi2O6). (3).

* Cuadro de inosilicatos

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La augita está íntimamente relacionada
por su composición con los miembros de la serie
diópsido-hedenbergita, pero con alguna
sustitución, por ejemplo, Na por Ca en M2, al por Mn en
>M1 y Al por Si. La pigeonita representa un campo de
soluciones sólidas Mg-Fe con un contenido en Ca alga
mayor en la serie enstatita-ortoferrosita, que representa el
campo de composiciones de los ortopiroxenos. A egirina (o
egirita) y la augita representan una serie completa de
soluciones sólidas indicada por los miembros de
composición intermedia egirita-augita. la onfacita
representa una serie de soluciones sólidas entre la
augita y la jadeita. (1). La estructura del piroxeno
está basada en cadenas simples de SiO3, que
corresponden parcialmente al eje c. El diagrama
ilustra esta cadena tetraédrica, así como la
doble cadena octaédrica a la cual la primera está
ligada. Las estructura contiene dos tipos de posiciones
catiónicas, denominadas M1y M2. la posición M1 es
un octaedro relativamente regular, pero especialmente en los
piroxenos monoclínicos, L posición M2 es un
poliedro irregular de coordinación 8 (en los piroxenos
ortorrómbicos con Mg en la posición M2,
éste poliedro está más próximo a un
octaedro regular). Los cationes en las posiciones M1
están coordinados por los oxígenos de dos cadenas
opuestas SiO3, produciendo así una banda
tetraedro-octaedro-tetraedro (‘t-o-t). Sin embargo, la
coordinación de los cationes en las posiciones M2 es de
tal forma que varias de estas bandas t-o-t están
enlazadas cruzadamente. Estas t-o-t se representan con
frecuencia esquemáticamente como se indica en el
diagrama , esta a su vez, muestra la
relación de bandas t-o-t con los ángulos de
exfoliación en los piroxenos. (1)

La gran mayoría de los piroxenos están
en el espacio en forma monoclínica, dos de ellas y una
ortorrómbica;,para obtener una estructura
monoclínica la posición M1 debe ser menor que la
M2. Para la estructura ortorrómbica los iones Mg y Fe
están distribuidos en las posiciones M1 y M2 por el
catión más grande con una mayor
distorsión. De los piroxenos comunes tenemos:
(3)

De los más representativos es la augita ((Ca,
Na)Mg,Fe,Al,(Si,Al)2O6)

Ciclopiroxeno que utiliza’ la sustitución
de Na por Ca, Fe por Mg, cristaliza en el sistema
monoclínico, cristales en columnas o láminas. Sus
colores son muy diversos puede ir desde el blanco a verde claro
o negro (augita).

– Jadeita.
(NaAlSi2O6)

Cristaliza en el sistema monoclínico, presenta
cristales con aspecto granular en agregados macizos. Localizada
sólo en rocas metamórficas, tiene un color verde
característico y agregados de fibras
compactas.

El grupo de los piroxenoides es el que tiene una
relación Si:O = 1:3 pero no tiene su estructura,
contiene cationes coordinados octaédricamente entre
cadenas Sio3 pero su geometría no es del tipo extensible
indefinidamente. Un ejemplo de ellos son la rodalita
(MnSiO3) que cristaliza en forma triclínico
con cristales tabulares de color amplio en la gama del rojo al
rosa, presenta una exfoliación casi perfecta, es
utilizada como piedra de adorno.

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– Grupo de los anfíboles.

La composición química de los miembros
de l grupo de los anfíboles puede representarse por la
fórmula general W0-1X2Y5Z8O22(OH,F)2, en donde W
representa Na+ y K+ en la posición
A; X significa Ca2+, Na+,
Mn2+, Fe2+, Mg2+ y
Li+ en las posiciones M4; Y representa
Mn2+, Fe2+, Mg2+,
Fe3+, Al3+ y ti4+ en las
posiciones M1,M2 y M3; y Z se refiere a Si4+ y
Al3+ en las posiciones tetraédricas.
Esencialmente la sustitución iónica completa
puede tener lugar entre Na y Ca y entre Mg, Fe2+ y
Mn2+. Existe una sustitución limitada entre
Fe3+ y Al y entre Ti y otro iones de tipo Y; y una
sustitución parcial de Al por Si en las posiciones
tetraédricas de las cadenas dobles. La
sustitución parcial de F y O por OH en las posiciones
hidroxilicas es también común. (1)

La estructura de los anfíboles está
basada en una doble cadena Si4O11
dirigida paralelamente al eje C. El diagrama ilustra
esta cadena, así como la banda octaédrica a la
que aquélla está ligada. La estructura contiene
diversas posiciones catiónica denominadas A, M4, M3,
M2,M1, así como posiciones tetraédricas en las
cadenas. La posición A posee coordinación 10 a 12
con el oxígeno y OH y alberga principalmente Na y a
veces pequeñas cantidades de K. La posición M4
tiene coordinación 6 a 8 y alberga cationes tipo X. Los
octaedros M1, M2 y M3 acomodan cationes tipo Y y comparten las
aristas para formar bandas octaédricas paralelas a c.
Las posiciones M1 y M3 están coordinadas por 4
oxígenos y dos grupos (OH,F) mientras que la M2
está coordinada por seis oxígenos. El
diagrama muestra la estructura monoclínica
de los anfíboles y la distribución de las
posiciones catiónicas, tal como aparecería en una
dirección paralela al eje c. Las bandas
‘t-o-t’ son aproximadamente el doble de ancho (en
la dirección b) que las equivalentes t-o-t de los
piroxenos, debido a que la anchura de la cadena es doble en los
anfíboles. (1).

A los anfíboles se les puedo asignar un de tres
grupos especiales: 2 monoclínicos y uno
ortorrómbico. La hornblenda es un claro ejemplo del
sistema monoclínico. El grupo especial
ortorrómbico está dado por la presencia de
cationes de tamaño pequeño en M4, M3, M2 y
M1.

Como mencionamos antes los anfíboles presentan
el grupo OH en su estructura, esto produce cambios en su
temperatura y algunas ‘mutaciones’:

Tomamos como ejemplo la hornblenda:

Hornblenda ((Ca,Na)2-3(Mg, Fe,
Al)5(Si6(Si,Al2O22(OH))2.

Cristaliza en sistema monoclínico (como ya lo
habíamos visto, presenta una exfoliación
perfecta, de una amplia gama de colores del verde hacia el
negro, siendo su principal característica el
color.

Filosilicatos.

Como lo indica su nombre, derivado del griego
 que
significa hoja, todos los numerosos miembros de este importante
grupo tienen hábito hojoso o escamoso y una
dirección de exfoliación dominante. Son por lo
general blandos, de peso específico relativamente bajo y
las laminillas de exfoliación pueden ser flexibles e
incluso elásticas. Todas esas peculiaridades
características derivan del predominio en la estructura
de la hoja de tetraedros SiO4, de extensión
indefinida. En esta hoja, representada en el diagrama,
tres de los cuatro oxígenos de cada tetraedro
SiO4 están compartidos con tetraedros
vecinos, resultando así una relación Si:O =2:5.
cada hoja, si no está distorsionada posee
simetría senaria.

La mayor parte de los miembros de los filosilicatos
son portadores de hidroxilos y tienen grupos (OH) localizados
en el centro de los anillos senarios de tetraedros, a la misma
altura que los oxígenos de los vértices no
compartidos en los tetraedros SiO4. Diagrama. Cuando
los iones, externos a la hoja de Si2O5,
están enlazados a las hojas, se encuentran coordinados
con 2 oxígenos y un OH, como muestra el
diagrama. El tamaño del triángulo
entre los dos oxígenos y un (OH) es aproximadamente el
mismo (pero no idéntico a la cara triangular de un
octaedro XO6 (en donde X es comúnmente Mg o
Al). Esto significa que es posible enlazar a una red regular de
oxígenos apicales y grupos OH de composición
(Si2O5OH)3- una lámina
de octaedros regulares, donde cada octaedro está
inclinado sobre uno de sus lados triangulares. (1)

Los cationes de la capa octaédrica pueden ser
divalente o trivalentes. Cuando los cationes son divalentes,
por ejemplo Mg o Fe2+, la capa de la geometría de la burcita, en la cual cada
posición catiónica está ocupada. En esta
capa se originan seis enlaces Mg2+, cada uno con
v.e.= 2/6= 1/3. tres de tales enlaces irradian de cada oxigeno
o grupo (OH), neutralizando así la mitad de la carga del
oxígeno y toda la carga del OH. De una capa donde cada
oxígeno o grupo OH esta rodeado por tres cationes , como
en la burcita (Mg(OH)2). (1)

Las estructuras de la antagorita y la caolinita
están formadas por una hoja tetraédrica
(‘t’) y una hoja octaédrica
(‘o’) dando lugar a capas ‘t-o’. Estas
capas ‘t-o’ son eléctricamente neutras y
están enlazadas entre sí por fuerzas de Van der
Walls. (1). Entonces tomando como base a la brucita podemos
obtener, si seguimos dividiendo Mg3*
Si2O7(OH)/(OH)3 y reemplazamos
2 grupos (OH), obtenemos talco y profilita.

Ahora podemos sustituir algunos
Si2O5 directamente, con estas
sustitución ‘se libera’ una carga en la
estructura tipo sándwich haciendo fuerte el enlace,
entonces la dureza crece y el aspecto resbaladiza desaparece.
Así nacen la flogopita
(KMg3(AlSi3O10)(OH)2)
y la moscovita
(KAl2(AlSi3O10)(OH)2.

L a importante familia de la
cloritas puede ser descrita según la misma estructura de
capas dobles del talco (o pirofilita), intensificadas con hojas
simples octaédricas de brucita (o gibbisita), lo que
conduce a la fórmula
Si4O10Mg3(OH)2Mg3(OH)6.
sin embargo, en la mayoría de las cloritas, el magnesio
puede estar sustituido por aluminio, hierro
ferroso y férrico en posiciones octaédricas tanto
en las capas de talco como en las hojas de brucita, y el
silicio puede estar sustituido por el aluminio en las
posiciones tetraédricas. La fórmula general
sería así:

(Mg,Fe2+,Fe3+,
Al3)(Al,Si)4O10(OH)2-
(Mg,Fe2+,Fe3+,Al)3(OH)6

los diversos miembros del grupo se diferencian unos de
otros por la importancia de las sustituciones y por la manera
de estar sobrepuestas las capas octaédricas y
tetraédricas según c. (1)

El importante grupo de las vermiculitas puede ser
dividido de la estructura del talco por intersección de
hojas de agua molecular en láminas definidas Un ejemplo
de una fórmula específica de vermiculita
sería Mg3(Si,Al)4(OH)2
* 4,5H2O [Mg]0.35, en donde [Mg] representa iones
intercambiables de la estructura. La presencia de iones
intercambiables localizados entre las capas de moléculas
de H2O y la capacidad de la estructura para retener cantidades
variables de
agua.

Los miembros de la vermiculita y montmorillonita
exhiben una capacidad única para hincharse debido a la
incorporación de grandes cantidades de agua interpuesta.
(1).

Hay una considerable mezcla entre una capa de tipo
brucita y una lámina de Si2O sin distorsionar
con anillo hexagonales. El desajuste es debido al hecho de que
las aristas de un octaedro de Mg(OH)6 situado en la
capa de brucita son algo mayores que las distancias entre
oxigeno apicales en la capa de Si2O5 o
(Si,Al)2O5; esto significa que la
geometría indicada en el diagrama es una
simplificación exagerada. En el caso de los minerales de
serpentina, antagorita y crisotilo, ambos
Mg3Si2O5(OH)4, este
desajuste viene compensado por una flexión
(dilatación de la distancia entre los oxígenos
apicales) de la capa tetraédrica para proporcionar un
mejor ajuste con la capa de brucita octaédrica contigua.
En la variedad aplanada, antigorita, el enlace no es continuo,
sino por medio de pliegue. En la variedad fibrosa, crisotilo,
el desajuste se resuelve mediante un enlace continuo de la
estructura en tubos cilíndricos. La mayor parte de los
filosilicatos poseen estructuras monoclínicas, algunos
triclínicas, y unos pocos ortorrómbicos o
trigonales. (1)

Los filosilicatos tienen una gran importancia desde el
punto de vista geológico. Las micas son los principales
minerales en los esquistos y son muy abundantes en las rocas
ígneas; se forman a temperaturas más bajas que
los anfíboles o los piroxenos y, con frecuencia, son
resultado de sustituciones de minerales más tempranos
por efecto de alteraciones hidrotermales. (1).

Según la simetría hexagonal trigonal
alrededor del grupo OH puede presentar las siguientes
cristalizaciones. Si el anillo se apila uno en cima de otro
tendrá estructura monoclínica, si el Si2O5 tiene
dos direcciones opuestas en una línea recta su
estructura puede describirse como ortorrómbica. Cuando
es en 3 direcciones presenta la estructura llamada politipismo,
esta característica la presentan las serpentinas, micas
y clorita.

• Grupo de la serpentina.

Antigorita, lizardita y crisotilo
(Mg3Si2O5(OH)4)

Cristaliza en sistema monoclínico, no se
conocen cristales. Hay tres polimorfos comunes: antigorita,
lizardita y crisotilo; los dos primeros son macizos de grano
fino, el crisotilo es fibroso.

Se reconoce a simple vista por su color verde pardo y
por su naturaleza
fibrosa. Tiene muy diversas aplicaciones; los minerales macizos
mezclados con mármol blanco dan colores verdes muy
bonitos utilizados para decoración de interiores en
edificios; otras veces se utiliza como sustituto del jade. El
uso del crisotilo es muy diferente, algunas variedades nobles
se emplean como rocas ornamentales. Anteriormente eran
principal fuente de asbestos, pero debido a sus propiedades
cancerígenas, dicho empleo está
hoy día muy limitado en tejidos o como
aislantes. (4)

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crisotilo.

– Grupo de las arcillas.

La palabra arcilla se emplea con referencia a un
material de grano fino, terroso, que se hace plástico
al ser mezclado con lago de agua. Aunque una arcilla puede estar
formada por un único mineral de la arcilla, por lo general
hay varios de ellos mezclados con otros minerales tales como
feldespatos, cuarzo, carbonatos y micas.

De sus representantes mas significativos
están:

La caolinita (Al2SiO5(OH)4), tiene una
exfoliación basal perfecta su brillo y apariencia es
terrosa, generalmente tiene color blanco que facilita su
identificación. La principal utilidad que se
le da a la arcilla es la fabricación de diversos objetos,
por ejemplo la arcilla de mayor pureza es conocida como
caolín o tierra de
porcelana, empleada en la elaboración de vajillas y
refractarios.

Talco (Mg3Si4O10(OH)2

Presenta sistema monoclínico, con presencia de
cristales raros muy raros en forma de tabla con forma
rómbica o hexagonal, de color claro en su mayoría
blanco, es muy fácil distinguirlo por el hábito
micáceo y la textura grasa que presenta.

En grandes cantidades se utiliza en pintura,
cerámica, lo más utilizables son los
polvos de talco para hacer materiales ornamentales.

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– grupo de las micas.

Las micas formadas por ‘sandwiches’ t-o-t
con cationes entre las capas y escasa o nula agua intercambiable,
cristalizan en el sistema monoclínico, pero con un
ángulo b, próximo a 90°, por lo que la
simetría monoclínica no es claramente visible. Los
cristales son generalmente tabulares con planos basales bien
desarrollados y tienen forma de rombo o hexagonal, con
ángulos de unos 60° y 120°. Los cristales , lo
tanto parecen en general ortorrómbicos o hexagonales.
Todos ellos se caracterizan por una exfoliación basal muy
perfecta. (1).

No es muy dada la sustitución en este grupo,
pero muy en cambio es
posible percibir que 2 miembros del grupo cristalicen juntos.
La moscovita y la biotita son ejemplos de este
grupo.

Moscovita
(Kal2(AlSi3O10)(OH)2)

Cristaliza en sistema monoclínico, cuando
existen cristales son muy raros, en forma tabular con base
dominante, exfoliación de hojas grandes y
pequeñas con apariencia de escamas. Presenta un color
claro, por sus propiedades dieléctricas y resistencia al
calor es
utilizada en aparatos eléctricos.

Biotita. K(Mg,Fe2+)(Al,Fe3+)
Si3O10(OH,F)2.

Cristaliza en sistema monoclínico, presenta un
color generalmente verde oscuro, de pardo a negro. Raras veces
amarillo claro. Las hojas finas tienen un color ahumado. Se
presenta En escamas o tabletas, rara veces en prismas
hexagonales cortos. También en masas compactas muy
exfoliables. Es la más común de las micas,
entrando como componente principal o accesorio de casi todas
las rocas ígneas, esencialmente de los granitos,
dioritas, gabros, sienitas etc.. así como en numerosas
rocas metamórficas. Se emplea generalmente como
aislante. (5).

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– Grupo de las cloritas.

Los minerales de este grupo recuerdan por sus
propiedades a las micas. Cristalizan en el sistema
monoclínico, poseen una exfoliación perfecta,
baja dureza y pequeño peso específico. La
mayoría de ellos se distinguen por su coloración
verde, lo que les ha dado su denominación (en griego
"chloros" quiere decir verde). Existe un gran número de
nombres para las distintas variedades de cloritas según
su composición química.

Las cloritas son aluminosilicatos, principalmente de
Mg, Fe2+ y Al, en parte de Ni, Fe3+ y
Cr3+. Muy individualizadas en el aspecto
cristalográfico, las especies minerales ricas en Mg se
denominan ortocloritas.

    Las especies minerales coloformas,
ricas en hierro y de composición inconstante en muchos
casos, constituyen un subgrupo especial de
aluminoferrosilicatos bajo el nombre general de leptocloritas.
(6).

Clorita
(Mg,Fe)3(Si3,Al)4O10(OH)2*(Mg,Fe)3(OH)6.

Cristaliza en el sistema monoclínico con
algunos polimorfos triclínicos, presenta cristales
pseudo hexagonales tabulares con plano basal, su hábito
es muy parecido al grupo de las micas, con hojas
pequeñas. Su color verde característico lo
diferencia rápidamente de confundirlo con alguna mica;
no se ha encontrado alguna aplicación.

Tectosilicatos

Son minerales formados por una armazón
tridimensional de tetraedros SiO4 enlazados,
aquí todos los oxígenos del tetraedro
están compartidos formando estructuras muy fuertes, la
relación Si:O es 1:2.

– Grupo SiO2.

El armazón SiO2, en su forma
más simple es eléctricamente neutro y no contiene
ninguna otra unidad estructural. Sin embargo, existen por lo
menos nueve maneras diferentes según las cuales puede
constituirse este armazón. Estos modos de
distribución geométrica corresponden a nueve
polimorfos conocidos del SiO2, uno de los cuales es
sintético. Cada uno de estos polimorfos tiene su propio
grupo espacial, sus dimensiones de celda, su morfología
característica y su energía reticular. Las
consideraciones energéticas son las que determinan
principalmente cuál de los polimorfos es estable, siendo
las formas de temperatura de formación más elevada
y con mayor energía reticular las que poseen estructuras
más dilatadas, lo que se refleja en un menor peso
específico y menor índice de
refracción.

(7)

Los poliformos del SiO2 pertenecen a tres
categorías estructurales: cuarzo bajo, con menor
simetría y la red más compacta; tridimita baja,
con mayor simetría y estructura más abierta, y
cristobalita baja, con la simetría más elevada y
la red mas dilatada.

La temperatura de inversión varía ampliamente,
dependiendo principalmente de la magnitud y dirección
del cambio de temperatura. Cada uno de estos tres tipos de
estructura posee una inversión alta-baja, como lo prueba
la existencia de cuarzo alto y bajo. Estas transformaciones
tienen lugar rápidamente y son reversibles a una
temperatura de inversión bastante constante y bien
definida y pueden ser repetidas una y otra ves sin
desintegración física del
cristal.

La forma de baja temperatura de cada tipo tiene
simetría inferior a la de la forma de temperatura alta,
pero esa diferencia de simetría es menor que la que hay
de un tipo a otro. El aumento de presión tiene por
efecto el elevar todas las temperaturas de inversión y,
cualquier temperatura, el favorecer la cristalización
del polimorfo que ocupe el menor espacio posible.
(1)

Cuarzo SiO2.

El cuarzo bajo y alto presentan sistema hexagonal, sus
cristales son prismáticos de forma hexagonal muy
definidos; de acuerdo con la extensa gama de colores que
presenta el cuarzo se le nombra de diferentes
maneras:

Variedades macrocristalinas:

Cristal de roca transparente.

Cuarzo lechoso blanco opaco.

Amatista transparente violeta.

Cuarzo rosado rosa, rojo o rosáceo.

Citrino o Falso topacio amarillo
transparente.

Cuarzo ahumado gris o negro.

Cuarzo falso zafiro azul.

Jacinto de Compostela rojo opaco.

Variedades criptocristalinas o
Calcedonias:

Ágata con bandas paralelas a los bordes de
colores vistosos.

Ónice con las bandas alternantes de colores
claros y oscuros.

Jaspe opaca de colores vistosos.

Sílex opaca de colores claros y
oscuros.

Xilópalo madera
solidificada.

Heliotropo verde con manchas amarillas también
llamado Jaspe sanguíneo.

Tiene una dureza de 7 en la escala de Mohs,
un brillo vítreo intenso especialmente en cristal de
roca, mate en calcedonias. se presenta en  cristales a
veces de tamaños considerables, hexagonales, coronados
por una pirámide trigonal. Estos cristales se pueden
encontrar lo mismo aislados que maclados según tres
importantes leyes:
Delfinado, Brasil y
Japón
o en agrupaciones formando drusas o geodas. Suelen presentar
los cristales inclusiones de otros minerales, agua o gases.
También en granos irregulares o compactos.

El cuarzo es el componente fundamental de muchos tipos
de rocas, especialmente de las rocas ígneas ácidas,
de ahí que sea tan frecuente y abundante, pero
también en rocas sedimentarias y metamórficas por
ser al mismo tiempo muy
resistente. La calcedonia es hidrotermal de baja temperatura,
alrededor de los 120º C, formándose cerca de la
superficie.

 Ampliamente utilizado en la industria de la
óptica,
en aparatos de precisión y científicos, para
osciladores de radio, como arena
se emplea en morteros de hormigón, como polvo en
fabricación de porcelanas, pinturas, papel de esmeril,
pastillas abrasivas y como relleno de madera. Sus variedades
coloreadas como piedras de adorno, siendo muy cotizados en
joyería los ópalos de diversos colores (tripletes).
(7).

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• grupo de los feldespatos.

Los feldespatos son los minerales más abundantes
de la corteza terrestre, tienen un esqueleto de tetraedros
SiO4- y AlO4- con
iones de potasio, sodio o calcio que ocupan lugares apropiados en
la estructura. Se pueden considerar como soluciones
sólidas de tres compuestos ideales agrupadas en un
subgrupo llamado feldespatos alcalinos o plagioclasa, formado por
ortoclasa, albita y anortita. En los feldespatos alcalinos el
sodio y el potasio sólo son intercambiables hasta cierto
límite. Los feldespatos potásicos ortoclasa (u
ortosa) y microclina generalmente contienen solo una
pequeña cantidad de albita en solución
sólida con ortoclasa, mientras el feldespato sódico
albita generalmente contiene poca ortoclasa junto a la albita
predominante. Sin embargo, la albita y la anortita forman una
serie continua de minerales conocidos colectivamente como
plagioclasa. (8). Comienza con la anortita, byotownita,
labradorita, andesita, oligoclasa, albita, esta es la serie de
plagioclasas.

Los feldespatos suelen presentar una buena
exfoliación en dos direcciones formando ángulos de
90º. La dureza de los minerales de este grupo es
aproximadamente 6 y su peso específico varía entre
2.55 y 2.76 con excepción de los feldespatos de bario,
más pesados.

    Los minerales de este grupo responden
a la fórmula general XZ4O8 con:   X: Ba, Ca, K,
Na, NH4, Sr; Z: Al, B, Si. La composición de los
feldespatos más comunes puede expresarse en función
del sistema: ortoclasa (KAlSi3O8) – albita (NaAlSi3O8) – anortita
(CaAl2Si2O8).(7).

Microclina. KAlSi3O8.

Cristaliza en el sistema triclínico, presenta
cristales muy parecidos a la ortoclasa, pueden presentar maclas;
algunas laminillas se cruzan a casi 90° dando una estructura
de tratan característica, y con esta singular propiedad se
distingue rápidamente. Tiene color verde fuerte, Se emplea
fundamentalmente en la fabricación de porcelanas. Cuando
se calienta a altas temperaturas funde y obra como un cemento. Se
emplea para elaborar los esmaltes para pintar sobre porcelanas.
Igualmente se emplean en la fabricación de
vidrios.

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Ortoclasa. KAlSi3O8.

Cristaliza en sistema monoclínico, sus cristales
son alargados y aplastados con presencia de maclas, tiene muy
buena exfoliación, de color claro generalmente gris,
blanco y raras veces amarillo, éste a diferencia de los
otros feldespatos no presenta estriaciones. Se emplea en
cerámica y fabricación de porcelanas y vidrio.

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sanidita (K,Na)AlSi3O8.

Cristaliza en sistema monoclínico, sus cristales
son tabulares, algunas veces alargados., presenta una
exfoliación perfecta, es incoloro y transparente por lo
general, la estructura de la sardinita tiene una
distribución desordenada a diferencia de la ortoclasa. Es
posible distinguirla solamente por medio de rayos X ya que es
mucho muy parecida a la ortoclasa.

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albita. NaAlSi3O8. anortita
CaAl2Si2O8

cristalizan en sistema triclínico , sus cristales
son en forma de tablillas paralelas, (al), cristales alargados en
la anortita, presentan estriados y maclas ambos cristales; os
minerales que presenten maclas y/o estriaciones es que pertenecen
a las plagioclasas. Presentan una excelente exfoliación,
los colores de ambos son claros, aunque en algunos minerales
intermedios como la labradorita y la andesita se observa un
bonito juego de
colores. La albita se utiliza en cerámica, la labradorita
y la anortita se utilizan como piedras de adorno.

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• grupo de los feldespatoides.

Los feldespatoides son silicatos anhidros,
químicamente parecidos a los feldespatos, excepto por su
menor contenido en silicio (aproximadamente un tercio menos),
formándose a partir de soluciones ricas en álcalis
y pobres en sílice. Por consiguiente los feldespatoides
nunca podrán aparecer en rocas sobresaturadas en
sílice, con cuarzo primario.

    Las estructuras de estos minerales
están íntimamente relacionadas con las de los
feldespatos, sin embargo, algunos de ellos tienden a formar
cavidades estructurales mayores que en el caso de los
feldespatos, debidos a enlaces tetraédricos de cuatro y
seis miembros, lo que justifica un mayor intervalo en sus pesos
específicos, así como una facultad para contener
aniones extraños, tales como Cl en el caso de la
sodalita, CO3 para la carnotita,
SO4 para la noseana y SO4, S
y Cl en el caso de la lazurita. ( 7)

Leucita KalSi2O6

Nefelita (Na,K)AlSiO4

Sodalita
Na8(AlSiO4)Cl2

Lazurita
(Na,Ca)8(AlSiO4)6(SO4,S,Cl2)

Petalita LiAlSi4O10

Sodalita
Na8(AlSiO4)Cl2.

Cristaliza en sistema isométrico, es muy rara la
presencia de cristales pero cuando llegan a aparecer son de forma
dodecaédrica, tiene una exfoliación débil,
su color es generalmente azul, aunque se presenta en color rosado
raras veces. Su color azul es la característica principal
para su identificación, utilizado como piedra
ornamental.

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– Grupo de las escapolitas.

Las escapolitas son minerales metamórficos con
fórmulas que recuerdan las de los feldespatos. Existe una
serie completa de soluciones sólidas entre la marialita
3NaAlSi3O8*NaCl y la meionita
3CaAl2Si2O8*CaSO4 o
CaCO3.

En esta serie hay una sustitución completa de Na
por Ca con compensación de carga efectuada como en los
feldespatos por sustitución concomitante de Si por Al .
también hay sustitución completa de
CO3,S y Cl2 entre sí.
(1).

Analclima
NaAlSi2O6*H2O.

Presenta cristalografía de modo
isométrico, sus cristales en forma de trapezoides; tiene
un color blanco a transparente, la característica de este
mineral es que sus cristales no se desarrollan mucho,
además de estar incrustados en la roca matriz.
Aún no se encontrado aplicaciones.

– Grupo de las zeolitas.

    Las zeolitas están formados
por armazones de AlO4 y SiO4 muy abiertos,
con grandes espacios de interconexión o canales. Dichos
canales retienen iones de Na, Ca o K así como
moléculas de agua ligadas por enlaces de hidrógeno a los cationes de la
estructura.  Esta estructura justifica la capacidad que
tienen las zeolitas de desprender agua de manera continua a
medida que se les calienta y a temperaturas relativamente bajas,
dejando intacta la estructura del mineral. Por otra parte la
zeolita deshidratada puede rehidratarse fácilmente
simplemente sumergiéndola en agua. Por estas propiedades
los de este grupo suelen emplearse como desecantes en la
eliminación de agua en hidrocarburos.

   Por otra parte, en función del
tamaño de los canales las zeolitas son capaces de absorber
diferentes moléculas, por lo que resultan muy apropiadas
como elementos tamizadores moleculares.

   Igualmente, son empleadas por sus
propiedades de intercambio catiónico, empleándose
para ablandar el agua
(rebajar el contenido en Ca2+ del agua). Las zeolitas son
minerales secundarios originados por la acción
lixiviante de aguas termales sobre feldespatos o feldespatoides.
Es un mineral índice de zonas metamórficas de grado
muy bajo, definiendo la llamada "facies
zeolítica".

La palabra "zeolita" palabra deriva del griego "zeo"
hiervo y "litos" piedra por la propiedad de estos minerales
a fundir con marcada intumescencia. (9).

Estilbita
NaCa2Al3Si13O36*14H2O

Cristaliza en el sistema monoclínico, con
cristales tabulares, o agregados en gorma de haces, presenta
exfoliación perfecta paralela, tiene un color blanco, muy
raras veces amarillo. Es característico su
exfoliación y los grupos de haces de cristales que
presenta.

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Bibliografía.

1. Manual de mineralogía; Cornelius Klein,
   Cornelius S.Hurbert Jr.; Ed reverté; 4ª ed. pp.495
   – 616.
2. 
   http://www.uned.es/cristamine/min_descr/grupos/turmalina/mas/indigo59.htm.
3. 
   http://www.uned.es/cristamine/min_descr/grupos/piroxeno/pirox_gr.htm
4. 
   http://www.uned.es/cristamine/fichas/clinocrisotilo/clinocrisotilo.htm
5. 
   http://www.uned.es/cristamine/fichas/biotita/biotita.htm
6. 
   http://www.uned.es/cristamine/min_descr/grupos/clorita/clorita_gr.htm
7. 
   http://www.uned.es/cristamine/min_descr/grupos/silice/silice_gr.htm
8. geología física; Arthur Holmes;
   ediciones Omega; 1980; pp. 59-60.
9. 
   http://www.uned.es/cristamine/min_descr/grupos/zeolita/zeolitas_gr.htm

Cuadro de inosilicatos más comunes.

Mariam Lecter