Piidioksiditetraedroni määritelty ja selitetty

Suurin osa maapallon kivien mineraaleista kuoresta raudasydämenä on luokiteltu kemiallisesti silikaateiksi. Nämä silikaatti mineraalit kaikki perustuvat kemialliseen yksikköön, jota kutsutaan piidioksiditetraedroneksi.

Nämä kaksi ovat samanlaisia, (mutta kumpaakin ei pidä sekoittaa silikoni, joka on synteettinen materiaali). Pii, jonka atominumero on 14, löysi ruotsalainen kemisti Jöns Jacob Berzelius vuonna 1824. Se on maailmankaikkeuden seitsemäs runsain elementti. Piidioksidi on piioksidi - tästä syystä sen toinen nimi, piidioksidi - ja on hiekan pääkomponentti.

Piidioksidin kemiallinen rakenne muodostaa tetraedron. Se koostuu keskeisestä piiatomista, jota ympäröi neljä happiatomia, joiden kanssa keskiatomi sitoutuu. Tämän järjestelyn ympärille piirretyllä geometrisella kuviolla on neljä puolta, molemmat sivut ovat tasasivuinen kolmio - a tetraedri. Kuvitellaksesi tätä, kuvittele kolmiulotteinen kuula- ja sauvamalli, jossa kolme happiatomia pitää pitoonsa keskipitoinen piiatomi, aivan kuten ulosteen kolme jalkaa, ja neljäs happiatomi tarttuu suoraan ylöspäin keskusatomi.

Kemiallisesti piidioksiditetraedri toimii näin: Piissä on 14 elektronia, joista kaksi kiertää ytimen sisimmässä kuoressa ja kahdeksan täyttää seuraavan kuoren. Neljä jäljellä olevaa elektronia ovat uloimmassa "valenssin" kuoressaan, jättäen sen neljä elektronia lyhyeksi muodostaen tässä tapauksessa kationi neljällä positiivisella varauksella. Muut elementit lainaavat helposti neljä ulkoelektronia. Hapessa on kahdeksan elektronia, jolloin kaksi on kokonaan toisesta kuoresta lyhyempi. Sen elektronien nälkä on mikä tekee haposta niin vahvan hapetin, elementti, joka pystyy saattamaan aineita menettämään elektroninsa ja joissakin tapauksissa hajoamaan. Esimerkiksi rauta ennen hapettumista on erittäin vahva metalli, kunnes se altistuu vedelle, jolloin se muodostaa ruostetta ja hajoaa.

Sellaisena happi on erinomainen ottelu piin kanssa. Vain tässä tapauksessa ne muodostavat erittäin vahvan sidoksen. Jokainen tetraedron neljästä hapesta jakaa yhden elektronin piiatomista kovalenttisessa sidoksessa, joten tuloksena oleva happiatomi on anioni yhdellä negatiivisella varauksella. Siksi koko tetraedri on vahva anioni, jolla on neljä negatiivista varausta, SiO₄^4–.

Piidioksiditetraedroni on erittäin vahva ja vakaa yhdistelmä, joka linkittyy helposti mineraaleihin jakaen happea niiden nurkkaan. Eristettyä piidioksiditetrahedraa esiintyy monissa silikaateissa, kuten oliviinissa, joissa tetraedraa ympäröivät rauta- ja magnesiumkationit. Tetrahedraparit (SiO₇) esiintyy useissa silikaateissa, joista tunnetuin on todennäköisesti hemimorfiitti. Tetrahedran renkaat (Si₃O₉ tai Si₆O₁₈) esiintyy harvinaisessa benitoiitissa ja yhteisessä turmaliinissa.

Suurin osa silikaateista on kuitenkin rakennettu pitkistä ketjuista ja levyistä ja piidioksiditetrahedrakehyksistä. pyrokseenit ja amfiboleissa on vastaavasti piidioksiditetrahedra- ja kaksoisketjut. Liitetyn tetraedran arkit muodostavat micas, savet ja muut fylisilikaattimineraalit. Lopuksi on olemassa tetraedrakehyksiä, joissa jokainen nurkka on jaettu, jolloin syntyy SiO₂ kaava. Kvartsi ja maasälvät ovat tämän tyyppisiä silikaatti mineraaleja.

Silikaatti mineraalien yleisyyden vuoksi on turvallista sanoa, että ne muodostavat planeetan perusrakenteen.