Die Silikate sind die am Weitesten verbreitete Mineralklasse in Erdkruste und Mantel. Sie sind nicht nur gesteinsbildend, sondern dienen auch als Schmuck- und Edelsteine (Opal, Peridot [Olivin], Mondstein, Aquamarin, etc.). Durch ihre enorme Bandbreite an Strukturen werden sie auch für viele technische Anwendungen genutzt (Talk als Schmiermittel und in Kosmetika, Zeolithe als Ionentauscher oder zum Cracken von Erdöl, Hochfeuerfeste Keramiken, etc.). Die ersten Untersuchungen an Silikaten mittels Röntgenmethoden wurden bereits 1926 durchgeführt (Taylor und Bragg). Strunz führte 1937/38 die Einteilung der Silikate nach ihrem Bauprinzip ein und entwickelte damit erste Ideen von Machatschki (1928) und Bragg (1930) weiter.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Das [SiO4]- Tetraeder
- Silikate
- Inselsilikate
- Olivin
- Granate
- Aluminium- Silikate
- Al2SiO5-Gruppe
- Mullit
- Kettensilikate
- Pyroxene.
- Amphibole .
- Schichtsilikate
- Gerüstsilikate
- SiO2 Phasen.
- Feldspäte
- Feldspatvertreter
- Zeolithe
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Vorlesung befasst sich mit der Struktur und Stabilität von Silikaten. Sie beleuchtet die Bedeutung dieser Mineralklasse, die in der Erdkruste und im Erdmantel weit verbreitet ist und in zahlreichen Anwendungen Verwendung findet.
- Der Aufbau des [SiO4]-Tetraeders als Grundbaustein aller Silikate
- Die vielfältigen Strukturen von Silikaten und ihre Entstehung durch Polymerisation von [SiO4]-Tetraedern
- Die verschiedenen Klassen von Silikaten, wie Insel-, Ketten-, Schicht- und Gerüstsilikate
- Die Eigenschaften und Anwendungen wichtiger Silikate, wie Olivin, Granate, Pyroxene und Zeolithe
- Die Rolle von Al-Substitution in Silikaten und ihre Auswirkungen auf die Struktur und Stabilität
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung
Die Einleitung stellt die Silikate als die am weitesten verbreitete Mineralklasse in der Erdkruste und im Erdmantel vor. Sie erläutert die vielfältigen Anwendungen von Silikaten und gibt einen kurzen Überblick über die Geschichte ihrer Erforschung.
2 Das [SiO4]- Tetraeder
Dieses Kapitel befasst sich mit der Struktur des [SiO4]-Tetraeders, dem Grundbaustein aller Silikate. Es werden die Bindungsverhältnisse und Winkel im Tetraeder sowie die Flexibilität des Intertetraederwinkels diskutiert.
3 Silikate
In diesem Kapitel wird die Einteilung der Silikate nach dem Polymerisationsgrad ihrer [SiO4]-Tetraeder vorgestellt. Die verschiedenen Klassen von Silikaten, wie Insel-, Gruppen-, Ring-, Ketten-, Schicht- und Gerüstsilikate, werden anhand ihrer Strukturmerkmale und ihrer Si:O-Verhältnisse beschrieben.
4 Inselsilikate
Dieses Kapitel widmet sich den Inselsilikaten, bei denen die [SiO4]-Tetraeder isoliert in der Struktur vorliegen. Es werden die wichtigsten Vertreter dieser Klasse, Olivine, Granate und Aluminiumsilikate, vorgestellt und ihre chemische Zusammensetzung sowie Strukturmerkmale erläutert.
4.1 Olivin
Das Kapitel erläutert die allgemeine Formel von Olivin und die wichtigsten natürlichen Olivine, Forsterit und Fayalit. Es wird die vollständige Mischungsreihe zwischen diesen beiden Endgliedern beschrieben.
5 Kettensilikate
Das Kapitel beleuchtet die Kettensilikate, bei denen die [SiO4]-Tetraeder als eindimensionale Ketten in der Struktur vorliegen. Es werden die zwei Hauptgruppen der Kettensilikate, Pyroxene und Amphibole, vorgestellt und ihre Strukturmerkmale sowie ihre Eigenschaften beschrieben.
Schlüsselwörter
Silikate, [SiO4]-Tetraeder, Polymerisation, Inselsilikate, Kettensilikate, Schichtsilikate, Gerüstsilikate, Olivin, Granate, Pyroxene, Amphibole, Zeolithe, Al-Substitution, Struktur, Stabilität, Erdkruste, Erdmantel, Anwendungen.
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- Anna Hansen (Autor), 2008, Struktur und Stabilität der Silikate, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/146218
