6.2 ケイ酸塩構造と混合物に関する一般概念 ケイ酸塩鉱物は少し複雑であるため化学式と［SiO4］４面体をつないだ関係がその一般

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1 6.2 ケイ酸塩構造と混合物に関する一般概念 ケイ酸塩鉱物は少し複雑であるため化学式と［SiO4］４面体をつないだ関係がその一般
6.2　ケイ酸塩構造と混合物に関する一般概念 ケイ酸塩鉱物は少し複雑であるため化学式と［SiO4］４面体をつないだ関係がその一般 的な関係を示すのに役立っている。分類の方法は『４面体の重合度の違い』です。 前提条件として次の３つが挙げられる… （i）　４面体は角を共有して結合する （ii） ２つ以下の４面体は共通の角を持つ→架橋酸素 （iii）化学式の電荷バランスを保つためにSi4+とO2ーの形式電荷を考え、４面体に正味の 負電荷を 与える。→［ SiO4 ］4－ 【分類】 １．極端なものでは［ SiO4 ］が孤立して架橋酸素をもたない 　　　→Si：O＝1：4　　　　例えば「かんらん石』である。 ２．２量体の様に組で結合したとき、２つの４面体間の架橋酸素は共通であるため 0.5 で数えられる。 　　　→Si：O＝1：3.5 　　正味の電荷は［ Si2O7 ］6－　　例えば「ランキナイト」 ３．単鎖のケイ酸塩はすべての４面体が２つの架橋酸素をもつ。 　　　→Si：O＝1：3　　 　 正味の電荷は［ SiO3 ］n2n－　 例えば輝石グループでは「エンスタタイト」 ４．二重鎖のケイ酸塩は全体の半分の４面体が２つの架橋酸素をもち、残りの半分が３つの架橋酸素をもつ。 　　　→Si：O＝2：5.5　　 正味の電荷は［ Si4O11 ］n6n－　 　　　　例えば角閃石グループの「直閃石」　････　角閃石でのOHは４面体から独立している。 ５．４面体構造が無限の層状になるとき、各々の４面体は３つの架橋酸素をもつ。 　　　→Si：O＝1：2.5　　　正味の電荷は［ Si2O5 ］n2n－　 　　　 例えば雲母では「タルク（滑石）」 ････　雲母でのOHは４面体から独立している。 ６．すべての４面体が角を共有した場合、網状の立体的なケイ酸塩が形成され、４つの架橋酸素をもつ。 　　　→Si：O＝1：2　　　　「石英」となる

2 構造型への化学式のメリット→複雑なものを表現できる
（i）　４面体中のSiをAlで置換したとき全体としては（Al+Si）：O　の比率を考える。 　　　例えば、斜長石の立体構造型鉱物ではアルバイト（曹長石）、アノーサイト（灰長石） 　　　の両方とも　（Al+Si）：O＝1：2　である （ii）　多くの場合、Alは４面体中のSiと置換するはずである。しかし、４面体配置の独立した 　　　異なる場所（たいていは８面体）に存在するかもしれない。この場合、一般的には４面体 　　　グループをひとまとめにした式を書くことで区別している。 　　　例えば、雲母。→白雲母はK2Al4［Si6Al2O20］(OH)4となる。 （iii） Al2SiO5（藍晶石、紅柱石、珪線石）でAｌは８面体である。いくつかの酸素原子が孤立 　　　した４面体に結合しないのでSi：Oの比率が1：4より少ない。 参考 長石（ちょうせき）は、鉱物の一つの種として扱われることが多いが、正確には複数の鉱物種を総称する鉱物グループ。 地殻中にごく一般的に含まれ、多くの火成岩に含まれる。色のついているものもあるが通常は白色である。モース硬度硬度は 6～6.5 ナトリウムの多い端点が曹長石であり、カルシウムの多い端点が灰長石であり、ナトリウム、カルシウム（およびカリウム）が置き換わることで化学組成が連続的に変化する。 藍晶石 - 結晶面によって硬さが異なる（原因：物理的異方性） 藍晶石、紅柱石、珪線石　→　変成岩の1種。変成作用の中でも特に、接触変成作用によって生じる。同じ化学組成を持ち、結晶構造が異なる、同質異像（多形）の関係にある。同じ化学組成で温度と圧力の条件の違いにより、紅柱石－珪線石－藍晶石の3相のいずれかが出現する 。 雲母はマイカ (Mica) とも呼ばれる。薄くはがれるのが特徴で、外見上の色から白雲母、黒雲母、金雲母などに細かく分類される。これらの雲母は組成が異なる。火成岩中に多く含まれ、黒色をしているものの多くが黒雲母である。モース硬度 2.5～3。電気を通しにくい性質を持ち、絶縁体として利用されている。 滑石（かっせき、Talc）は、水酸化マグネシウムとケイ酸塩からなる鉱物で、粘土鉱物の一種である。モース硬度1の基準となる標準物質で、鉱物の中で最もやわらかいもののひとつである。爪で傷つけることもできる（爪の硬度は2.5度）。不純物が含まれる場合は硬度が高くなる。用途としては、粉末にして黒板用のチョーク、ベビーパウダーなど。 ＳｉをつないでいくＯを、＜架橋酸素＞と呼ぶ。 SiO4四面体の間を、マグネシウムと鉄の合計が2になるような適当な割合で、いろいろな組成のものが存在する。かんらん石は高い圧力を加えると、結晶の形がオリビン型構造からスピネル型構造という別の形に変わる。つまり、多形が存在する。マントルの岩石はかんらん岩（かんらん石70％、輝石30％くらいいからなる岩石）と考えられている。そしてマントル上部で急に密度が高くなる（地震波速度が速くなる）のは、かんらん岩中のかんらん石がそのあたりの深さで、スピネル型に形を変えている（相変化している）ためだと思われている。