Silicatos

Clasificación estructural de los silicatos

1. 1












































TOMÁS LASARTE ESTEBAN







Castellón de la Plana 2016

SILICATOS:

Clasificación estructural

2. 2

Nesosilicatos:
Se caracterizan por la independencia de sus grupos


. Las cuatro valencias libres se saturan con
2Mg
2+
por ejemplo.
No presentan ningún átomo de oxígeno en común ya que su unión se realiza por medio de cationes
divalentes, los cuales se disponen entre dos átomos pertenecientes a dos tetraedros.
En todos los casos los átomos de oxígeno están de tal modo apretados, que considerados ellos solos forman
un empaquetamiento denso de esferas.































Olivino : [SiO4]
4 -
(Mg, Fe)2 Rómbico









Titanita : Ca Ti[ O | SiO4]
4-
Monoclínico
Andalucita : Al2[ O | SiO4]
4-
Rómbico
Sillimanita : Al2[ O | SiO4]
4-
Rómbico
Distena : Al2 [ O | SiO4]
4-
Triclínico
Topacio : Al2 [ F2 | SiO4]
4-
Rómbico
Estaurolita :Al Fe2 O3(OH)· 4Al2 [ O | SiO4]
4-
Rómbico
Circón : Zr [SiO4]
4-
Tetragonal

Planta
2 - Oxígeno
4 + Silicio
=
=
=
=
4 +
4 cargas positivas con 8 negativas generan un déficit
de 4 -:
Cationes que pueden entrar a compensar las 4 cargas
negativas (Fe, Mg, Ca, Al, Mn....)
Perfil
=
=
=
=
4 +
=
=
=
=
4 +
=
=
=
=
4 +
=
=
=
=
4 +
=
=
=
=
4 +
=
=
=
=
4 +
=
=
=
=
4 +
capa superior
capa inferior
Mg, Fe Estructura del Olivino
sección observada a
microscopio,
paralela a (100)
oxígeno apical
borde con óxido de
hierro
Granates: cúbicos
 
 
 
 
 
 
 
 
 
G r o s u l a r i a C a 3 A l 2 [ S i O 4 ]
3  c a ´ l c i c o 
A n d r a d i t a C a 3 F e 2 [ S i O 4 ]
3  c a ´ l c i c o f e ´ r r i c o 
P i r o p o M g 3 A l 2 [ S i O 4 ]
3  a l u m n i c o m a g n e ´ s i c o 
A l m a n d i n a F e 3 A l 2 [ S i O 4 ]
3  a l u m n i c o f e ´ r r i c o : c o m u ´ n 
E s p e s a r t i n a M n 3 A l 2 [ S i O 4 ]
3  a l u m n i c o m a n g a n e ´ s i c o 
U v a r o v i t a [ S i O 4 ]
3 C a 3 C r 2  c r o ´ m i c o c a ´ l c i c o 
í
í
í

3. 3



Nesosilicatos Características Aplicación
Olivino
Composición: [SiO4]
4 -
(Mg, Fe)2
Sistema: rómbico
Colores: verde oliva
Hábitos: agregados cristalinos y granos
Brillos: vítreo
Exfoliación: ---
Rayas: blanca
Dureza: 6,5 - 7
P. e. : 3,27 - 4,37
 Joyeria
 Arena refractaria para la
industria de la fundición
Granate (Piropo) Composición: Mg3Al2[SiO4]3
Sistema: cúbico
Colores: rojo sangre
Hábitos: granos redondeados
Brillos: vítreo a graso
Exfoliación: --
Rayas: blanca
Dureza: 6,5 - 7,5
P. e. : 3,5 - 4,3
 Gemas
 Abrasivos por su dureza
Andalucita Composición: Al2[ O | SiO4]
4-

Sistema: rómbico
Colores: incoloro(rojo carne, verde oliva, blanco)
Hábitos: prismas columnares
Brillos: vítreo
Exfoliación: --
Rayas: blanca
Dureza: 7,5
P. e. : 3,16 - 3,20
 Bujías de motor
 Porcelanas
 Gema cuando es blanca
Sillimanita Composición: Al2[ O | SiO4]
4-

Sistema: rómbico
Colores: gris pardo claro, verde pálido.
Hábitos: prismático
Brillos: vítreo a graso
Exfoliación: desigual
Rayas: blanca
Dureza: 6 - 7
P. e. : 3,23
 Porcelana
Distena
(Cianita)
Composición: Al2[ O | SiO4]
4-

Sistema: triclínico
Colores: azul
Hábitos: agregados hojosos
Brillos: vítreo
Exfoliación: perfecta (100)
Rayas: blanca
Dureza: 5 paralela a c y 6 -7 perpendicular
P. e. : 3,55 - 3,66
 Bujías y porcelanas refractarias

4. 4


Circón
(Zircón)
Composición: Zr [SiO4]
4-

Sistema: tetragonal
Colores: pardo, gris, verde, rojo.
Hábitos: cristales y granos irregulares.
Brillos: adamantino
Exfoliación: imperfecta según (110)
Rayas: incolora
Dureza: 7,5
P. e. : 4,68
 Gema (cuando es transparente)
 Es una mena de óxido de
circonio que es una de las sustancias
más refractarias que se conocen.
Topacio Composición: Al2 [ F2 | SiO4]
4-

Sistema: rómbico
Colores: incoloro (blanco, amarillo, azul,
violeta, verde..)
Hábitos: prismático.
Brillos: vítreo
Exfoliación: perfecta (001)
Rayas: blanca
Dureza: 8
P. e. : 3,49 - 3,57
 Gema
Estaurolita Composición: Al Fe2 O3(OH)· 4Al2 [ O |
SiO4]
4-
Sistema: monoclínico
Colores: pardo rojizo a negro
Hábitos: prismas seudorrómbicos
Brillos: vítreo
Exfoliación: buena según (010)
Rayas: blanca
Dureza: 7 - 7,5
P. e. : 3,65 - 3,77
 Las maclas como amuleto.

5. 5


Sorosilicatos: "Dobles". Grupo estructural : [Si2O7]
6 -
. Polimerización 1

En los sorosilicatos, un par de tetraedros comparten un vértice, formando un grupo de dos tetraedros dando
una estructura de tipo [Si2O7]
6-
. Un oxígeno es compartido por dos silíceos simultáneamente, dando origen a
una polimerización de los tetraedros.



























Hemimorfita : Zn4[ (OH)2 | Si2O7]
6- ·
H2O Rómbica
Epidotas : Ca2 (Fe
3
, Al)Al2 [ O | OH | SiO4 | Si2O7]
6-
Monoclínica
Zoisita :Ca2 Al3[O | OH| SiO4 | Si2O7 ] Rómbico
Vesubiana (Idiocrasa) : Ca10 (Mg,Fe)2Al4 [ (OH)4 | (SiO4 )5 | (Si2O7)2] Tetragonal


















2 -
4 + Silicio
Oxígeno
= =
=
=
=
=
=
4+
4+
14 cargas negativas y 8 positivas generan un
deficit de 6 -:
Los cationes que pueden entrar a compensar
las cargas negativas (6-) pueden ser, Fe, Ca,
Al, Mg, Zn…
SOROSILICATOS

6. 6



SOROSILICATOS





Epidotas
Composición: Ca2 (Fe
3
, Al)Al2 [ O | OH | SiO4 |
Si2O7]
6-

Sistema: Monoclínico
Colores: incoloro (verde pistacho, amarillento, negro
verdoso).
Hábitos: columnar
Brillos: vítreo
Exfoliación: perfecta (001)
Rayas: blanca
Dureza: 6 - 7
P. e. : 3,37 - 3,50

 Gema




Vesubiana (Idocrasa)
Composición: Ca10 (Mg, Fe)2 Al4 ( SiO4)5
(Si2O7)2 (OH)4
Sistema: tetragonal
Colores: pardo, verdoso, amarillo, rojo, azulado.
Hábitos: columnar
Brillos: vítreo
Exfoliación: imperfecta (110)
Rayas: blanca
Dureza: 6,5
P. e. : 3,27 - 3,45
 Piedra semipreciosa



Hemimorfita
Composición: Zn4 (Si2O7) (OH)2 · H2 O
Sistema: rómbico
Colores: incoloro (blanco, azulado, pardo)
Hábitos: tabular
Brillos: vítreo
Exfoliación: perfecta según (110)
Rayas: blanca
Dureza: 4,5 -5
P. e. : 3,4 - 3,5
 Mena de cinc




Zoisita
Composición: Ca2 Al3 O (SiO4 ) (Si2 O7) (OH)
Sistema: rómbico
Colores: incoloro (blanco, grisáceo, verdoso,
amarillento)
Hábitos: columnar
Brillos: vítreo
Exfoliación: perfecta según (010)
Rayas: blanca
Dureza: 6 - 6,5
P. e. : 3,25 - 3,38
 Joyeria

7. 7

Ciclosilicatos : "Anillos" Grupos estructurales : [ Si3O9 ]
6 -
[ Si4O12 ]
8 -
[ Si6O18 ]
12 -


Polimerización 2

Son silicatos con anillos formados por :

. tetraedros formando triángulos : [ Si3O9 ]
6 -
; Si/O = 3/9 1/3
. tetraedros formando cuadriláteros: [ Si4O12 ]
8 -
; Si/O = 4/12 1/3
. tetraedros formando hexágonos: [ Si6O18 ]
12 -
; Si/O = 6/18 1/3

Por aumento del grado de polimerización cada tetraedro comparte dos vértices con otros tantos vecinos.
En este tipo de silicatos, por cada silicio, el número de oxígenos correspondientes es tres. Los tetraedros unidos por dos
vértices forman anillos cerrados que constan de un número finito de tetraedros.





































Berilo : Al2Be3[Si6O18] Hexagonal
Turmalinas : (Na, Ca)(Li, Mg, Al)(Al, Fe, Mn)6- (BO3 )3 (Si6 O18 ) (OH)4 Trigonal
Cordierita : Mg2Al3[AlSi5O18] Rómbico
Dioptasa : Cu6[Si6O18] .6H2O Trigonal
Axinita : Ca2 (Fe, Mn)Al2 [BO3 OH | Si4O12] Triclínico



2 -
4 + Silicio
Oxígeno
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
16 +
24 -
Déficit de 8 -
Berilo (Be, Al)
Turmalina (Na, Mg, Fe, B, Al)
CICLOSILICATOS
=
=
=
=
= =
= =
=
12 +
18 -
Déficit de 6 -
Cordierita (Mg, Al)
Oxígeno apical
24 +
Déficit de 12 -
36 -
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
Benitoita
Pagodita

8. 8


CICLOSILICATOS





Berilo
Composición: Al2Be3[Si6O18]
Sistema: hexagonal
Colores: verde (esmeralda), rosa
(margarita), verde mar (agua marina)
Hábitos: prismas hexagonales, masas
columnares
Brillos: vítreo
Exfoliación: --
Rayas: blanca
Dureza: 7,5 - 8
P. e. : 2,7



Obtención de berilio empleado en
rayos X





Turmalinas
Composición: : (Na, Ca)(Li, Mg, Al)(Al, Fe,
Mn)6- (BO3 )3 (Si6 O18 ) (OH)4
Sistema: trigonal
Colores: negro (chorlo), rojo (rubelita)
variado.
Hábitos: prismas columnares con estrías,
columnares.
Brillos: vítreos
Exfoliación: no tiene
Rayas: blanca
Dureza: 7 - 7.5
P. e. : 3 - 3.25



Decoración y joyería




Cordierita
Composición: : Mg2Al3[AlSi5O18]
Sistema: trigonal
Colores: azulado, amarillento o verde
pardusco.
Hábitos: prismas rómbicos, masas vítreas
Brillos: vítreo
Exfoliación: --
Rayas: blanca
Dureza: 7 - 7,5
P. e. : 2,65



Joyería la variedad azul

9. 9

INOSILICATOS: "Cadenas". Grupo estructural : [Si2O6]
4 -
y [Si4O11]
6 -
Polimerización 2 y 3

Los tetraedros comparten 2 vértices como en el caso anterior, pero dan lugar a la formación de cadenas
infinitas sencillas o dobles, alineadas según una dirección espacial. Donald - Bloss los divide en dos
grupos:
Ej: Piroxenos : Metasilicatos (cadenas simples) [Si2O6]
4 -
Polimerización 2
La base estructural de los tetraedros durante el enfriamiento magmático es en forma de radical [Si2O6]
4 -
pero
al ser el enfriamiento tardío se unen compactamente formando una cadena unidos por un oxígeno, unos tras
otro.
.. Ortopiroxenos : Enstatita Mg2 [Si2O6 ]
Broncita (Mg,Fe)2 [Si2O6 ]
Hiperstena (Fe,Mg)2 [Si2O6 ]
Ferrosilita Fe SiO3
Ortoaugita MgCa (con Al y Fe) [Si2O6 ]

.. Clinopiroxeno : Diopsido CaMg [ Si2O6]
Hedembergita CaFe [Si2O6 ]
Dialaga (Ca,Mg,Fe
2
,Fe
3
) [ Si2O6]
Clinoaugita (Ca,Mg,Fe
2
,Fe
3
...)2 [Si2O6 ]
Espodumena LiAl [Si2O6]
Jadeita Na Fe
3
[Si2O6]
Egirina NaFe
3
[Si2O6 ]

Piroxenoides: Hay un número de silicatos minerales que tienen como los piroxenos, una relación Si
: O = 1 : 3, pero que no tienen la estructura de estos. En los piroxenoides la geometría de las cadenas
no es del tipo simple que se extiende indefinidamente. En la wollastonita, la repetición más pequeña
de la cadena consta de tres tetraedros retorcidos sobre sí mismos. Debido a la menor simetría de las
cadenas, las estructuras de los piroxenos son triclínicas. Wollastonita, rodonita, pectolita

.. Triclínicos : Wollastonita Ca SiO3

Ej.: Anfíboles : Inosilicatos (cadenas dobles) [Si4O11]
6 -
Polimerización 2 y 3

La base estructural es el radical [Si4O11]
6 -
en dobles cadenas que se van formando por los iones
que entran en las estructuras. Suceden a los piroxenos en el sucesivo enfriamiento del magma, lo que
hace que los grupos de tetraedros se agrupen más y formen cadenas dobles.


.. Monoclínicos : *Cálcicos: Tremolita [Si4O11]
6-

Actinolita [Si4O11]
6-

Hornblenda [Si4O11]
6-

*Sódicos : Glaucofana [Si4O11]
6-

Riebeckita [Si4O11]
6-

.. Rómbicos : Antofilita [Si4O11]
6-

Cummingtonita [Si4O11]
6-


Tanto los piroxenos como los anfíboles son cadenas alargadas según el eje c unidos por los cationes de Ca,
Na, Mg, Fe, Li, por lo que son químicamente similares, pero sus dimensiones difieren según el eje b.
Los anfíboles son dobles que los piroxenos y debido a su estructura tiene exfoliación paralela a la cadena.

10. 10

Estructura piroxenos (cadena simple)






































Piroxenos



Enstatita
Composición: Mg2 [Si2O6] 0 - 5% FeO
Sistema: rómbico
Colores: incoloro (blanco, gris, verdusco)
Hábitos: prismático
Brillos: vítreo - nacarado
Exfoliación: buena (210)
Rayas: blanca, algo grisácea
Dureza: 5 - 6
P. e. : 3,1 - 3,25




 Gema



Broncita
Composición: (Mg, Fe)2 [Si2O6] 5 - 15% FeO
Sistema: rómbico
Colores: pardo verdoso
Hábitos:tabular
Brillos: vítreo a metálico sedoso
Exfoliación: buena (210)
Rayas: blanca pardusca
Dureza: 5 - 6
P. e. : 3,2 - 3,35




 Gema


2 -
4 + Silicio
Oxígeno
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
Deducción grupo estructural
=
PIROXENOS - METASILICATOS
Eje c
Cadena simple
-
-
-
-
8 +
12 -
4 -
Sección de la augita. Exfoliación
paralela al eje “c”
93º
87º
Oxígeno apical

11. 11






Hiperstena
Composición: Mg2 [Si2O6] 15 -50 % FeO
Sistema: rómbico
Colores: negro a verde
Hábitos: tabular
Brillos: vítreo a metalizado
Exfoliación: buena (210)
Rayas: gris
Dureza: 5 - 6
P. e. : 3,35 - 3,80




 Gema





Diopsido
Composición: CaMg [ Si2O6]
Sistema: monoclínico
Colores: verde o gris amarillento
Hábitos: prismático, radial, columnar, masivo
Brillos: resinoso o mate
Exfoliación: --
Rayas: blanca o verde grisácea
Dureza: 5 a 6
P. e. : 3,3




 Ninguno característico



Espodumena
Composición: : LiAl [Si2O6]
Sistema: monoclínico
Colores: blanco con tonalidades
Hábitos: prismático, tabular, masivo
Brillos: vítreo, algo nacarado en exfoliación
Exfoliación: si
Rayas: blanca
Dureza: 6,5 a 7
P. e. : 3,2



 Joyería
 Obtención de litio y sus
sales



Augita
Composición: (Ca, Mg, Fe
2
, Fe
3
)2 (Si, Al)2 O6
Sistema: monoclínico
Colores: incoloro (verde puerro a negro)
Hábitos:columnar.
Brillos: vítreo
Exfoliación: perfecta (110)
Rayas: blanca - grisácea con matiz verdoso
Dureza: 5,5 - 6
P. e. : 3,23 - 3,52




 Gema




Jadeita
Composición: NaAl Si2O6
Sistema: monoclínico
Colores: verde
Hábitos: granular, agregado macizo compacto
Brillos: vítreo débil
Exfoliación: ---
Rayas: blanca
Dureza: 6 - 6,5
P. e. : 3,24 - 3,43



 Ornamental
 Fue empleada para
fabricar armas y herramientas.
PIROXENOIDE



Wollastonita
Composición: : Ca SiO3
Sistema: triclínico
Colores: blanco, amarillo, rojo o pardo
Hábitos: masivo, fibroso u hojoso
Brillos: sedoso o vítreo
Exfoliación: --
Rayas: blanca
Dureza: 4,5 - 5
P. e. : 2,85




 Cerámica

12. 12


Estructura anfíboles





















































ANFIBOLES - INOSILICATOS
=
=
= =
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
-
-
=
-
-
-
-
-
-
=
2 -
4 + Silicio
Oxígeno
oxígeno apical
16 +
22 -
6 -
Eje c
Deducción del grupo estructural
Cadenas dobles
124º
56º
Hornblenda
Exfoliación prismática paralela al eje “c”

13. 13


INOSILICATOS:
ANFÍBOLES






Actinolita
Composición: [Si4O11]
6-
de Mg y Fe
hidratado
Sistema: monoclínico
Colores: negro o verde
Hábitos: masa fibrosa muy típica
Brillos: vítreo
Exfoliación: --
Rayas: blanca o verdosa
Dureza: 5 - 6
P. e. : 3




 Piedra ornamental
 La variedad asbesto para trajes
antiinflamatorios.




Hormblenda
Composición: :[Si4O11]
6-
de Fe, Mg,
Al, Ca, Na hidratado.
Sistema: monoclínica
Colores: verde oscuro a negro
Hábitos: prismáticos, implantados.
Brillos: vítreo
Exfoliación: --
Rayas: verde grisácea
Dureza: 5 a 6
P. e. : 2,9 - 3,4





 Ninguno determinado




Riebeckita
Composición: Na2 Fe3
2+
, Fe2
3+
Si8
O22 (OH)2
Sistema: monoclínico
Colores: azul oscuro a tonos verdosos.
Hábitos: acicular, columnar
Brillos: vítreo
Exfoliación: perfecta (110)
Rayas: blanca a gris azulada
Dureza: 5,5 - 6
P. e. : 3,02 - 3,42




 Asbesto (variedad crocidolita)

14. 14

Filosilicatos: "Planos". Grupo estructural: [Si2 O5 ]
2 -
Polimerización 3 Serpentina, micas.

Nombre derivado del griego, phyllon = hoja. Todos los miembros de este 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 estas
peculiaridades derivan del predominio en la estructura de la hoja Silicio - Oxígeno (capa tetraédrica) de
extensión indefinida.
Tres de los cuatro oxígenos de cada tetraedro están compartidos con los tetraedros vecinos, resultando una
relación Si/O = 2 : 5.
Los silicatos formados por unión de tetraedros de manera que constituyen redes planas bidimensionales con
retículo hexagonal.








































FILOSILICATOS
Deducción del grupo
estructural
2 -
4 + Silicio
Oxígeno CAPA TETRAÉDRICA
Perfil
3 amstrong
[Si2 O5 ]
2-

[Si O4]
4-

tetraedro aislado
Figura 1

15. 15



















































CAPA OCTAÉDRICA
Hidroxilos (OH) Aluminio Magnesio
Capa de brucita
(OH)6 Mg3
(OH)2Mg
(OH)6Al2
(OH)3Al
Capa gibbsita
Capa trioctaédrica
Capa dioctaédrica
Forman dos hojas de iones OH- coordinados por iones Mg o Al en empaquetamiento hexagonal muy
compacto. Los iones OH
-
pueden ser considerados como ocupando los vértices de un octaedro regular)
Perfil
amstrong 4
Los octaedros se unen compartiendo aristas
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
Figura 2

16. 16

CAPA OCTAÉDRICA: Los cationes de la capa octaédrica pueden ser divalentes o trivalentes:

Octaédrica de Mg : BRUCITA O TRIOCTAÉDRICA:

 Cuando los cationes son divalentes, por ejemplo, Mg
2+
o Fe
2+
, la capa posee la geometría de la Brucita
Mg3 (OH)6 ; Mg (OH)2. Si un Mg
2+
está coordinado con 6 OH
-
, como cada OH
-
es compartido por tres
octaedros: 6 x 1/3 = 2 OH
-
cada Mg
2+
.






 La estructura de la brucita consta de Mg
2+
coordinado octaédricamente al (OH)
-
, con los octaedros
compartiendo las aristas, que forman una capa. Como cada grupo (OH)
-
es compartido por tres octaedros
contiguos, los enlaces Mg
2+
a (OH)
-
poseen una v. e = 1/3 . Con tres de estos enlaces (3 x 1/3 = 1 ) el grupo
(OH)
-
se neutraliza. Por esta razón las capas de la estructura de la brucita se mantienen unidas únicamente
por enlaces residuales débiles.

* Cada posición catiónica está ocupada. En esta capa se originan seis enlaces de Mg
2+
, cada uno con v.e. =
2/6 = 1/3. Tres de tales enlaces irradian de cada oxígeno o grupo (OH), neutralizando así la mitad de la
carga del oxígeno y toda la del OH. De una capa donde cada oxígeno o grupo OH está rodeado por tres
cationes, como en la brucita, Mg (OH)2, de dice que posee una estructura trioctaédrica.

 La Brucita, Mg (OH)2, está formada por dos láminas de OH, entre las cuales el Mg está coordinado en
octaedros. Esto puede simbolizarse en la forma, Mg3



























Hidroxilos (OH)
Magnesio (Mg)
Capa de brucita
(OH)6Mg3
Son capas formadas por octaedros cuyos vértices están ocupados por hidroxilos (OH)
Capa trioctaédrica
2+
1/3 OH -
1/3 OH -
1/3 OH -
1/3 OH -
1/3 OH -
1/3 OH -
Cada vértice es compartido por tres octaedros
(BRUCITA)
(OH)2Mg

17. 17

Octaédrica de Al: GIBBSITA O DIOCTAÉDRICA:

 La estructura de la Gibbsita Al2 (OH)6; Al (OH)3 , es en principio idéntica a la de la brucita, excepto en
que , a causa de los requisitos de la carga, 1/3 de las posiciones de los cationes coordinados octaédricamente
están en ellos vacantes.
* Cuando los cationes de la capa octaédrica son trivalentes, el balance de carga se mantiene cuando una de
cada tres posiciones catiónicas está desocupada. Esta estructura en capas, en la cual cada oxígeno o grupo
OH está rodeado solo por dos cationes, se llama dioctaédrica.

 El tipo de estructura de la brucita se denomina trioctaédrico (cada grupo OH
-
está rodeado de tres
posiciones ocupadas octaédricamente).

 El tipo de estructura de la gibbsita se denomina dioctaédrico (solo 2 de las tres posiciones de los cationes
coordinados octaédricamente están ocupadas).

 La Gibbsita, Al (OH)3, está formada por dos láminas de OH, entre las cuales el Al está coordinado en
octaedros. Esto puede simbolizarse en la forma, Al2

























La mayor parte de los miembros de los filosilicatos son portadores de hidroxilos y tienen los 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 de SiO4.
Cuando los iones, externos a la hoja de Si2O5, están enlazados a las hojas, se encuentran coordinados con
dos oxígenos y un OH. El tamaño del triángulo entre dos oxígenos y un (OH) es aproximadamente el mismo
(pero no idénticos) 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 (Si2
O5OH)
3-
una lámina de octaedros regulares, donde cada octaedro está inclinado sobre uno de sus lados
triangulares. Cuando estas láminas tetraédricas y octaédricas están unidas se obtiene la geometría general de
las estructuras de la antigorita o caolinita.


3 +
Hidroxilos (OH)
Aluminio (Al)
(OH)6Al2 Capa gibbsita
Capa dioctaédrica (GIBBSITA)
Cada vértice es compartido por tres octaedros
1/3 OH -
1/3 OH -
1/3 OH -
1/3 OH -
1/3 OH -
1/3 OH -
Son capas formadas por octaedros cuyos vértices están ocupados por hidroxilos (OH)
(OH)3Al

18. 18

1) T - O = 7 amstrong

T: Hoja tetraédrica: [Si2 O5]
2-
+ OH
-
centro anillo senario = (Si2 O5OH)
3-


O: Hoja octaédrica: Mg3 (OH)6 (trioctaédrica) ó Al2 (OH)6 (dioctaédrica)

Si reemplazamos dos de los grupos (OH)
-
en un lado de una capa de brucita por dos

oxígenos apicales de una hoja Si2O5 , obtenemos Mg3 .

Esto significa que el otro lado de la estructura de la brucita no está conectado a una hoja de Si2O5. Esta
estructura corresponde a la antigorita Mg3Si2O5(OH)4. La estructura equivalente con una hoja dioctaédrica
es la caolinita, Al2Si2O5(OH)4. En resumen, las estructuras de la antigorita 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 débiles de van der Waals.



























OH
-
OH
-
OH
-
OH
-
1/3
1/3
1/3
1/3
1/3
1/3
O
(OH)2
(OH)3
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
= =
=
=
=
=
=
=
O
=
O
=
O
T
Capa tetraédrica con un grupo OH
-

libre en el centro del hexágono
cada OH
-
girado 60º arriba y
abajo
= -3x1/3= -1
+ 2 ó +3
OH
- OH
-
Si2O5 OH
-
= 1OH
-
Mg
2+
ó Al
3+
= 1OH
-
= -1
OH
- Si2O5OHlibreenelcentro
OH3

19. 19

2) T - O - T = 10 amstrong

 Sin embargo podemos deducir más miembros del grupo de los filosilicatos conectando las hojas
tetraédricas por ambos lados de la hoja "o". Así se producen los emparedados del tipo "t - o - t" como el
talco Mg3Si4O10 (OH)2 y la pirofilita Al2Si4O10 (OH)2.

 Podemos comenzar de nuevo con la brucita Mg3




y reemplazar dos grupos (OH), tanto de

las capas superiores como de las inferiores de OH, por dos oxígenos de las láminas de Si2O5, dando

lugar a Mg3






o Mg3 Si4 O10 (OH)2 , talco.

 De igual modo, la gibbsita Al2




se convierte en Al2






reemplazando 2 grupos (OH) de
ambos lados de la hoja de la gibbsita por oxígenos de las láminas Si2O5; así se obtiene la pirofilita Al2Si4O10
(OH)2.

 La estructura del talco es igual a la de la pirofilita pero con Mg en todos los huecos.
















Los emparedados "t - o - t" son eléctricamente neutros y forman unidades estructuralmente
estables que se conectan entre sí por enlaces de Van der Waals. Como estos enlaces son muy débiles,
es lógico que estas estructuras presenten una exfoliación excelente, fácil deslizamiento y aspecto
grasoso, características típicas de los minerales talco y pirofilita.

Sustituciones de Si por Al dejando cargas libres: 1/4 y 1/2

a) con una carga eléctrica libre:

Podemos avanzar un paso más en el proceso de evolución de las estructuras de los filosilicatos
sustituyendo algunos de los Si en las posiciones tetraédricas de las hojas de Si2O5 por Al. Como el
Al es trivalente y el Si tetravalente, cada sustitución de este tipo hace aparecer una carga eléctrica
libre en la superficie del "sandwich" t - o - t .


OH
-
OH
-
O
=
Mg
2+
ó Al
3+
O
T
T
Si2 O5 OH
-

O
=
O
=
O
=
Si2 O5 OH
-

Si2 O5 OH
-

Si2 O5 OH
-

20. 20


1/4. Si el aluminio sustituye uno de cada cuatro Si, se produce una carga de magnitud
significativa para unir los cationes monovalentes en coordinación regular 12 entre los emparedados t
- o - t. En virtud de estos enlaces "sandwich" - catión -"sandwich", la estructura se mantiene más
firmemente unida, la facilidad de deslizamiento disminuye, la dureza crece y el aspecto resbaladizo
desaparece. Las estructuras minerales resultantes son las micas reales.

 En el grupo trioctaédrico de micas el catión puede ser K
+
, como en la moscovita, o Na
+
como en la
paragonita. Es fácil recordar las fórmulas de las micas sabiendo que uno de los aluminios está en la
posiciones tetraédricas y se escriben las fórmulas de acuerdo con ello. Así:
Trioctaédrica KMg3 (Al SI3O10) (OH)2 Flogopita 
1
(-) K
+

Dioctaédrica KAl2 (AlSi3O10 (OH)2 Moscovita  (-) K
+

Dioctaédrica NaAl2 (AlSi3O10 (OH)2 Paragonita  (-) Na
+

(isoestructural de la moscovita)

b) con dos cargas eléctricas libres:

1/2. Si la mitad del silicio en las posiciones tetraédricas de las capas Si2O5, están sustituidos por
aluminio, quedan disponibles dos cargas por cada hoja "t - o - t" para ligar un catión entre ellas. Así
iones tales como el Ca
2+
y, en menor extensión, el Ba
2+
pueden entrar en la estructura de las micas y
ser mantenidos por enlaces iónicos entre las capas de hojas triples. En estas estructuras en el enlace
entre capas es tan fuerte que disminuye la calidad de la exfoliación, aumenta la dureza, se pierde casi
por completo la flexibilidad de las capas y aumenta el peso específico. Los minerales resultantes son
las micas frágiles, representadas por:

Trioctaédrica CaMg3 (Al2 SI2O10) (OH)2 Xantofila  (2 -) Ca
2+

Dioctaédrica CaAl2 (Al2 Si2O10 (OH)2 Margarita  (2 -) Ca
2+


Entre los miembros de las series dioctaédricas y trioctaédrica la solución sólida es escasa, si bien
puede haber sustitución iónica amplia y sustancialmente completa del magnesio por el hierro ferroso,
o del aluminio por el hierro férrico, o del sodio por el calcio, en posiciones adecuadas.

Al árbol genealógico de los filosilicatos pueden ser añadidas unas cuantas ramas. La importante
familia de las cloritas puede ser descrita según la misma estructura de capas dobles del talco (o
pirofilita), interestratificada con hojas simples octaédricas de brucita (o gibbsita), lo que conduce a la
fórmula Mg3 Si4O10 (OH)2 · Mg3(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.



1
 representa los enlaces

21. 21














La fórmula general sería:
Mg3 Si4 O10 (OH)2 · Mg3 (OH)6









Esto nos lleva a la fórmula de la clorita :

Mg3 Si4 O10 (OH)2 · Mg3 (OH)6

(Mg, Fe
2+
, Fe
3+
, Al)3 (Al, Si)4 (OH)2 · (Mg, Fe
2+
, Fe
3+
, Al)3 (OH)6











T
O
T
T
O
T
Brucita o gibbsita (hojas simples octaédricas)
Clorita
14
amstrong
Puede estar sustituido por Al en los
tetraedros
Pueden estar sustituidos por Al(3+), Fe(2+), Fe(3+)
en posiciones octaédricas
talco

22. 22


Vermiculitas: su grupo puede ser derivado de la estructura del talco por inserción de hojas de agua
molecular en láminas definidas de 4,98 Å de espesor de dos moléculas de agua.

(Mg, Ca)0,3 (Mg, Fe, Al)3,0 (Al, Si)4 O10 (OH)4 · 8H2O
La presencia de iones intercambiables localizados entre capas de moléculas de agua y la capacidad de la
estructura para retener cantidades variables de agua son de importancia en la agricultura. Cuando la
estructura de la vermiculita está saturada de agua el espaciado basal es aproximadamente 14,8 Å. Esta agua
puede extraerse gradualmente, como muestra una secuencia de colapsos discontinuos a lo largo del eje c
conduciendo a un espaciado basal de unos 9,0 Å para una vermiculita sin agua interpuesta.

Montmorillonita (o esmectita): puede deducirse de la estructura de la pirofilita por inserción de láminas de
agua molecular que contengan cationes libres entre las capas triples t-o-t de la pirofilita, conduciendo ello a
una estructura que es esencialmente idéntica a la vermiculita.
Los miembros de la vermiculita y montmorillonita exhiben una capacidad única para hincharse debido a la
incorporación de grandes cantidades de agua interpuestas.

(Al, Mg)8 (Si4 O10)4 (OH)8 · 12 H2O

Si la sustitución de silicio por el aluminio tiene lugar, al azar, en las posiciones tetraédricas de las hojas de la
pirofilita, pueden no haber suficientes cargas agregadas sobre las capas triples para producir una estructura
ordenada tipo mica, con todas las posiciones de cationes entre capas ocupadas. Localmente, sin embargo,
algunas posiciones catiónicas pueden estar ocupadas, dando lugar a propiedades intermedias entre las arcillas
y las micas, cuadro que puede complicarse aún más con la entrada de agua molecular. Los minerales de este
tipo ricos en K, intermedios entre las arcillas montmorilloníticas y las micas, son considerados como
pertenecientes al grupo de la Illita o hidromicas

23. 23
























































Bilaminares T - O Trilaminares T - O - T
Dioctaédricas Dioctaédricas Trioctaédricas Trioctaédricas
Mg
Mg
T
O
T
O
T
T
O
T
T
O
T
T
O
T
T
O
T
O
Dos oxígenos desplazan por arriba 2 OH
-
del
octaedro
Van der waals
Van der waals
Van der waals
Van der waals
Gibbsita Brucita
Al
Al
Al
Al
Mg
Mg
Pirofilita
Montmorillonita
Illita (arcilla - mica)
Vermiculita
Clorita (+ hojas brucita)
Talco
Si
4+
por Al
3+
K (moscovita)
K (flogopita)
proporción 1/4
Na (paragonita)
proporción 1/2
Ca (margarita)
Ca (xantofilita)
Cationes
Ejemplos Bilaminares
DIOCTAÉDRICO
DIOCTAÉDRICO
TRIOCTAÉDRICOS TRIOCTAÉDRICO
(Gibbsita)
(Gibbsita)
(Brucita) (Brucita)
Min arcilla
Caolinita
Halloisita
Serpentinas
Antigorita
Crisotilo: fibrosa
Ejemplos trilaminares
Sepiolita
(Palygorskita y
Antigorita Caolinita
Eléctricamente neutras
2+
1+
(laminar)
(OH)3
Si2 O5 (OH)
Gibbsita Brucita
a) Eléctricamente neutras
b) Con sustituciones en los tetraedros de Si
4+
por Al
3+
:
K (biotita) (Fe por Mg)
K (lepidolita) (Li por Al)
Si sustituido por Al
Si sustituido por Al
Mg sustituido por Al, Fe
Al sustituido por Mg
Si sustituido por Al
K sustituido por Ca y Mg
Mg sustituido por Ca, Fe, Al
(halloysita)
Minerales de arcilla
Pirofilita
Montmorillonita
*Illita (hidromica)
Moscovita (mica incolora de K)
Paragonita (mica incolora de Na)
Margarita (mica dura de Ca)
Grupo de las micas
Talco
Vermiculita Minerales de arcilla
Clorita
Grupo de las cloritas Pennina
Crisocola
Flogopita (mica de K)
Biotita (mica oscura de Fe)
Xantofilita (mica de Ca quebradiza)
Lepidolita (mica de Li)
Grupo de las micas
Derivan :
Derivan :
(ambas inserción agua)
Nacrita
Dickita
Attapulgita)
Grupo
*Illita (hidromica)
Al2
Al2 Si2O5 (OH)4
Al2
Mg3
Mg3
Filosilicatos: En su estructura pueden entrar a formar parte: capas tetraédricas (Si2O5)
2-
y capas octaédricas que
pueden ser trioctaédricas [Brucita (Mg)] o dioctaédrica [Gibbsita (Al)]. Brucita y Gibbsita son eléctricamente
neutras, pero la capa tetraédrica tiene el oxígeno apical libre.
(OH)3
Si2 O5 (OH)
Mg3 Si2O5 (OH)4
Al2 Si4 O10 (OH)2
Si2 O5 (OH)
Si2 O5 (OH)
Si2 O5 (OH)
Si2 O5 (OH)
Mg3 Si4 O10 (OH)2
Si
4+
por Al
3+

24. 24

Tectosilicatos: "Redes" [Si4O8 ] Polimerización 4

Silicatos formados por tetraedros en redes tridimensionales (con todos sus vértices compartidos).
La última posibilidad de unión de los tetraedros [SiO4]
4 -
es la compartición por cada tetraedro de
todos sus vértices con sus vecinos, formándose así los tectosilicatos, cuya relación Si/O es 1:2

En el caso de la compartición por los tetraedros de todos sus vértices, todas las cargas de los
oxígenos sin saturar quedan compensadas, y la introducción de otros cationes diferentes sería
imposible. Si esto fuera así, serían las variedades polimórficas de la sílice los únicos tectosilicatos
posibles.

























Cuarzo Tridimita Cristobalita (SiO2) Ópalo SiO2 . nH2O


Sin embargo, además del cuarzo existen otros tectosilicatos muy importantes por su gran
abundancia en la naturaleza. Su formación se debe a que el aluminio, además de ser uno de los
elementos más abundantes en la corteza, tiene como ion Al
3 +
un tamaño muy similar al del Si
4 +
y
por tanto muestra una gran tendencia a sustituir a este dentro de las estructuras de los silicatos.

25. 25










































Ópalo: cuarzo hidratado amorfo












Variedades
del cuarzo
Variedades cristalinas
Cristal de roca: incoloro
Amatista: violeta, probable impureza de Fe férrico
Cuarzo rosado: agente colorante titanio (4
+
) en pequeñas cantidades
Cuarzo ahumado: amarillo-ahumado, cantidades traza de iones
Al(3
+
) que producen centros de color
Cuarzo cetrino: amarillo verdoso claro (falso topacio)
Cuarzo lechoso(blanco): inclusiones fluidas diminutas
Con inclusiones fibrosas paralelas
Ojo de gato
Ojo de tigre
Con inclusiones
Cuarzo rutilado
Cuarzo con turmalina
Venturina
Variedades
criptocristalinas
A) Variedades fibrosas
B) Variedades granulares
Calcedonia (pardo a gris). El color y la formación de
bandas dan lugar a las variedades
. carnalina: calcedonia de color rojo a pardo
. crisoprasa: calcedonia verde manzana
Ágata
Ónice
Heliotropo o piedra de sangre
Sílex o pedernal
Jaspe
Prasio

26. 26

Cuando en los tectosilicatos se produce una sustitución sistemática de algunos silíceos por
aluminio, como los dos cationes tienen diferente carga, se crea un déficit de cargas positivas en la
red; que permite la entrada de cationes adicionales, especialmente cationes grandes y de pequeña
carga, como K
+
, Na
+
, Ca
2+
, dando lugar a la formación de otros tectosilicatos, en especial a los
FELDESPATOS y FELDESPATOIDES

Feldespatos :

Los miembros de la serie entre la ortoclasa y albita constituye los feldespatos alcalinos (sanidina y anortoclasa).
Los miembros de la serie entre albita y anortita constituyen los feldespatos plagioclasas (oligoclasa, andesina,
labradorita, bitownita).

Sanidina, ortoclasa y microclina constituyen una serie de polimorfos de diferentes temperaturas.

.. Potásicos : Microclina (AlSi3O8 ) K (triclínico). Polimorfo de baja temperatura).
Muestra un orden perfecto Si - Al en la estructura tetraédrica.
Ortoclasa (AlSi3O8 ) K (monoclínico). Polimorfo de temperaturas
intermedias (adularia: ortosa muy pura hidrotermal). Posee una distribución Al - Si
parcialmente ordenada.
Sanidina AlSi3O8 (K, Na) (monoclínico). Polimorfo de alta temperatura.
Tiene una distribución desordenada (aleatoria) de Al y Si en la estructura tetraédrica.


.. Calcosódicos : Albita (AlSi3O8) Na
(Plagioclasas)
.. Oligoclasa
.. Andesina
.. Labradorita
.. Bytownita

Anortita (Al2Si2O8 ) Ca

Microclina: (AlSi3O8 ) K (triclínico). Polimorfo de baja temperatura)
Presenta maclas como la de Carslbad (Baveno y Manebach son raras).
Color: de blanco a amarillo pálido, rara vez verde o rojo.
La microclina verde se conoce con el nombre de amazonita.
A temperaturas considerablemente altas la estructura de la microclina se transforma en ortoclasa o
sanidina.
 Diagnóstico: Se distinguen de la ortoclasa solamente por la presencia de las maclas triclínicas
("tartán") que deben ser determinados al microscopio.
Si un feldespato es de color verde fuerte, entonces es con pocas excepciones, microclina.
 Yacimiento: Constituyentes principales de las rocas ígneas como granitos y sienitas que se
enfriaron lentamente y a considerable profundidad.
En rocas sedimentarias se presenta en arcosas y conglomerados
En rocas metamórficas lo hace en gneis.

Ortoclasa: (AlSi3O8 ) K (monoclínico). Polimorfo de temperaturas intermedias (adularia: ortosa
muy pura hidrotermal)

 Maclas de Carlsbad, Baveno y Manebach
 Color: incoloro, blanco, gris, rojo carne, raras veces amarillo o verde.
 Cristaliza a temperaturas intermedias y posee una distribución Al - Si parcialmente ordenada.
 Yacimientos: componentes importantes de los granitos, granodioritas y sienitas que se han
enfriado a moderada profundidad y con bastante rapidez.
 Adularia: Es una especie similar entre translúcido y transparente que se encuentra
corrientemente en cristales pseudorrómbicos. Ortosa muy pura de origen hidrotermal.

27. 27

Sanidina: AlSi3O8 (K, Na) (monoclínico). Polimorfo de alta temperatura.

 Maclas de Carlsbad corrientes
 Color: siempre es incolora y transparente.
 Una solución sólida entre la sanidina y la albita alta existe a alta temperatura, parte de la región
intermedia se denomina anortoclasa.
 Tiene una distribución desordenada (aleatoria) de Al y Si en la estructura tetraédrica.
 Yacimientos: En fenocristales. En rocas ígneas extrusivas como riolita y traquita. Rocas
volcánicas jóvenes.


Feldespatoides :
Aspecto de feldespato, pero menos rico en sílice; es un mineral subsaturado que reaccionan con el cuarzo
y por tanto no puede, salvo excepciones, coexistir con este último en las rocas.
.. Leucita, Nefelina, Sodalita, Haüyna : variedad lazurita



Zeolitas : "Roca que hierve" debido a que borbotean al ser calentadas.
Tectosilicatos, alumino-silicatos, cálcicos o alcalinos, que en su composición contienen moléculas de
agua, las cuales pueden salir a T
ra
mayor de 200º o entrar fácilmente en la red cristalina sin afectarla.
Muchos de estos minerales tapizan cavidades o están incluidos en las rocas magmáticas o metamórficas.
.. Analcima, Natrolita, Chabazita, Heulandita, Estilbita.


TECTOSILICATOS




Cuarzo
Composición: : SiO2
Sistema: trigonal
Colores: muchos colores diferentes.
Hábitos: cristales hexagonales, drusas,
geodas, maclas....
Brillos: vítreo
Exfoliación: ---
Rayas: incolora
Dureza: 7
P. e. : 2,72
 Óptica
 Aparatos de precisión
 Sus variedades coloreadas como
piedras de adorno.



Ortosa (feldespato)
Composición: : KAlSi3 O8
Sistema: monoclínico
Colores: blanco, amarillo, rosa, gris..
Hábitos: cristales monoclínicos, tabular, maclado
Brillos: vítreo
Exfoliación: masas espáticas muy
exfoliables
Rayas: blanca
Dureza: 6 - 6,5
P. e. : 2,5
 Cerámica, esmaltes y vídrios



Microclina
Composición: KAlSi3 O8
Sistema: triclínico
Colores: incoloro (blanco, rosado, pardo)
Hábitos: columnar, seudomonoclínico.
Brillos: vítreo
Exfoliación: perfecta (001)
Rayas: blanca
Dureza: 6
P. e. : 2,54 - 2,57
 Fabricación de porcelana: actúa de
cemento y aglomerante cuando funde

28. 28





Albita
Composición: NaAlSi3O8
Sistema: triclínico
Colores: incoloro (blanco, gris, rojizo)
Hábitos: tabular
Brillos: vítreo y nacarado
Exfoliación: perfecta (001)
Rayas: blanca
Dureza: 6 - 6,5
P. e. : 2,60 - 2,62
 Cerámica



Anortita
Composición: CaAl2 Si2 O8
Sistema: triclínico
Colores: incoloro (blanco, gris, rojizo)
Hábitos: tabular
Brillos: vítreo y nacarado
Exfoliación: perfecta (001)
Rayas: blanca
Dureza: 6 - 6,5
P. e. : 2,75 - 2,77
 Cerámica