last modified:Sunday, 08-Nov-2009 04:44: 32 CET

Document status: complete

kwarts is een verbinding van een deel silicium en twee delen zuurstof, silicium dioxide, SiO2. De chemische samenstelling (en het element silicium, Si) werd ontdekt door de Zweedse scheikundige Jöns Jakob Berzelius in 1823. Siliciumdioxide wordt vaak silica genoemd.

volgens de IUPAC zijn de volgende twee namen correct: siliciumdioxide en dioxosilaan.

10mm
1040×800 193kb – 2080×1600 684kb

Dit is een klein stukje industrieel geproduceerd zuiver silicium. Het is een lichte (dichtheid 2.328 g/cm3), grijze kristallijne substantie met sterke metallic glans. Het is erg hard (ongeveer zo hard als kwarts en veel harder dan de meeste metalen), maar broos en niet kneedbaar zoals metalen. Silicium is de basis van de halfgeleiderindustrie: zuiver silicium is slechts een zwakke geleider van elektriciteit, maar wanneer sporen van geschikte elementen worden toegevoegd (het silicium wordt gedoteerd), benadert de geleidbaarheid die van een metaal, en door het type en de hoeveelheid sporenelementen te kiezen, kunnen de elektrische eigenschappen van het gedoteerde silicium worden gecontroleerd.

reacties

bij kamertemperatuur is SiO2 in alle modificaties bijna inert en reageert niet met de meeste andere stoffen. Zelfs bij matig hoge temperaturen is silica chemisch zeer stabiel. Om die reden wordt gesmolten kwarts (siliciumglas) veel gebruikt voor chemische apparaten, vooral wanneer katalytische reacties van de metalen kationen in gewoon glas moeten worden vermeden. De reden voor de lage reactiviteit van silica is de zeer sterke si-O binding, maar ook de macromoleculaire structuur.

omdat het anhydriet van een zuur zelf (orthosilicinezuur, H4SiO4) is, zal kwarts in het algemeen niet door zuren worden aangetast. De prominente uitzondering is fluorwaterstofzuur, HF, dat kwarts zal ontbinden om eerst siliciumfluoride SiF4 te vormen, dan fluorwaterstofzuur:

SiO2 wordt ook aangevallen door alkalische stoffen (zoals kaliumhydroxide, KOH). De snelheid van de reactie hangt af van de modificatie en de kristalgrootte: kristallijn kwarts zal slechts zeer langzaam oplossen in hete waterige alkalische oplossingen, terwijl amorf SiO2 gemakkelijk zal worden opgelost bij kamertemperatuur:

de reactie is van belang voor de collector, omdat alkalische oplossingen en detergentia soms worden gebruikt om mos en korstmossen uit Minerale specimen te verwijderen. Kwartskristallen zijn meestal geen probleem, maar ik zou heel voorzichtig zijn bij het reinigen van cryptokristallijne variëteiten.

een soortgelijke reactie leidt tot de vorming van silicagel in beton, wanneer de alkalische verbindingen van het beton, meestal Ca(OH)2, reageren met amorf siliciumdioxide en cryptokristallijn kwarts (dat wil zeggen opaal en chalcedoon). De silicagel trekt water aan, zwelt op en scheurt het beton binnen enkele decennia.

alle vormen van siliciumdioxide lossen op in gesmolten natron (Na2CO3) of potas (K2CO3) om silicaten te vormen:

bij hoge temperaturen in veel geologische omgevingen werkt kwarts als een zuur en reageert met veel alkalische mineralen. Een bekend voorbeeld is de vorming van het mineraal wollastoniet Ca3Si3O9 uit kwarts en calciet in contactmetamorfe processen bij temperaturen vanaf ongeveer 600°C:

de tegengestelde reactie vindt plaats bij de verwering van silicaatgesteenten, waarbij het koolzuur H2CO3, dat bijvoorbeeld aanwezig is in meteorisch water, kiezelzuur afgeeft en carbonaten vormt.

kwarts is het” erts ” van silicium. Silicium wordt opgehaald bij een temperatuur van ongeveer 2000°C in de volgende endotherme (energieverslindende) reactie:

De Si-O binding is veel sterker dan de C-O binding, en de reactie werkt alleen omdat koolmonoxide CO als gas uit het systeem ontsnapt, zodat het evenwicht van het systeem naar de rechterkant wordt geduwd. De vorming van koolmonoxide in plaats van kooldioxide CO2 is typisch voor reductieve reacties met koolstof bij hoge temperaturen. Het silicium dat in dit proces wordt gevormd is niet zuiver genoeg voor de chipproductie en moet worden gezuiverd in een vrij complexe procedure. Dus ondanks de overvloed aan erts is zuiver silicium relatief duur.

Oplosbaarheid in Water

de oplosbaarheid van siliciumdioxide in water is afhankelijk van de temperatuur, de druk, de oppervlaktestructuur en de structuurwijziging. De volgende tabel geeft een overzicht van de oplosbaarheid bij kamertemperatuur en normale druk.

gegevens uit:
– Holl Hollemann & Wiberg, 1985
– Ry Rykart, 1995

bij kamertemperatuur is kwarts praktisch onoplosbaar in water. Leidingwater is meestal bijna verzadigd met opgelost siliciumdioxide (met betrekking tot kwarts) en het oplossingsproces is erg traag, dus u hoeft zich geen zorgen te maken over kwartskristallen die worden beschadigd door herhaalde reiniging.

niettemin speelt het oplossen van silica in gesteente en bodem een belangrijke rol in warme vochtige klimaten. De vorming van lateriet bodems is gekoppeld aan silica wordt geleidelijk gewassen uit de oppervlaktelagen en een verrijking van verbindingen die – althans onder die klimaatomstandigheden – minder oplosbaar in water, zoals ijzer en aluminium oxiden.

bij temperaturen boven 100°C en hoge druk neemt de oplosbaarheid van kwarts snel toe. Bij 300°C ligt het tussen 700 en 1200 mg / l, afhankelijk van de druk.

SiO2 lost op in water door orthosilicaatzuur te vormen, H4SiO4:

Orthosilicaatzuur is een zeer zwak zuur, zwakker dan bijvoorbeeld koolzuur. Het dissocieert met een pK1 van 9.Volgens

zijn er geen SiO2-moleculen of aggregaten van SiO4-tetrahedra aanwezig in een waterige oplossing. De omgekeerde reactie is de manier waarop kwartskristallen groeien, maar een h4sio4-molecuul kan niet zomaar 2 moleculen water weggooien, het heeft een ander h4sio4-molecuul nodig of een reeds aanwezig siliciummolecuul met een hydroxyl (-OH) einde:

Orthosilicinezuur is alleen stabiel in een verdunde waterige oplossing, men kan het zuivere zuur niet extraheren. De meest interessante eigenschap van orthosilicinezuur is de neiging om te polymeriseren in waterige oplossingen om eerst een sol en later een gel van polysiliciumzuren te vormen: orthosiliciumzuurmoleculen condenseren tot grote moleculen volgens reacties en . Zodra u een h4sio4-oplossing begint te concentreren, zullen de moleculen polymeriseren. Bij kamertemperatuur onder laboratoriumomstandigheden is het eindpunt van dit proces de vorming van amorf silica. Gels van gepolymeriseerd kiezelzuur zijn waarschijnlijk ook de voorlopers van opaal en cryptokristallijne kwartsvariëteiten (chalcedoon in bredere zin) in de natuur.

de basisstructuur van Silica

SiO2 komt voor in niet minder dan 13 verschillende structurele modificaties. Hun kristalstructuren (indien aanwezig) kunnen verschillen, maar ze delen allemaal enkele basiseigenschappen. Het volgende is van toepassing op alle modificatie van siliciumdioxide, tenzij anders aangegeven. De moleculaire structuur die specifiek is voor kwarts wordt behandeld in de hoofdstukstructuur.

de chemische bindingen in silica zijn covalent: ze zijn gebaseerd op moleculaire orbitalen waarin 2 elektronen worden gedeeld tussen de atomen (in tegenstelling tot ionenbindingen die in zouten worden gevonden Als fluoriet of keukenzout; hier worden elektronen overgedragen van het ene element naar het andere om ionen van tegengestelde elektrische lading te vormen, en in een kristal worden deze ionen bij elkaar gehouden door elektrostatische aantrekking).

Fig.1: SiO4-tetraëder

Fig.2

Fig.3: SiO4 – ionische binding Model

de basisbouwsteen in bijna alle modificaties van silica (uitzonderingen zijn zeer hoge druk modificaties) is de SiO4-eenheid, waarin een centraal siliciumatoom is omgeven door vier zuurstofatomen.

 . |O| - | - .O-Si-O. - | - |O| .

de geometrie van deze eenheid wordt weergegeven in een bal-en-stok rendering in Fig.1, met silicium gesymboliseerd door een ivoor gekleurd, zuurstof door een rode bol, en chemische banden door grijze buizen tussen hen. De afmetingen van de atomen zijn niet op schaal. De zuurstofatomen bezetten posities rond het silicium atoom die ze op de grootst mogelijke afstand van elkaar houden, dus vormen ze de vier hoeken van een tetraëder, gesymboliseerd door de doorschijnende grijze piramide. Merk op dat de zuurstofatomen niet met elkaar verbonden zijn, de grijze lijnen ertussen zijn alleen getekend om de tetraëdrische meetkunde te visualiseren. De hoek van de centrale o-Si-o bindingen ligt zeer dicht bij de waarde in een ideale tetraëder (109,5°, grijsblauwe boog in Fig.1), met een siliciumzuurstofafstand van ongeveer 0.161 nm voor alle zuurstofatomen, dus de individuele tetraëder heeft een bijna kubieke symmetrie.

De Si-O-binding is zeer polair, waarbij elektronen meer aangetrokken worden door de zuurstof, wat leidt tot een ongelijke verdeling van elektrische ladingen in de tetraëder: de hoeken zijn negatiever, het centrum is positiever geladen.

individuele moleculen gebouwd als o=Si = O (met een lineaire structuur zoals die van kooldioxide CO2) kunnen alleen worden gevonden in een SiO2-gas bij temperaturen boven 2500°C.

veel leerboeken verklaren de geometrie van de SiO4-tetraëder en andere minerale structuren zoals bepaald door de relatieve grootte van de verschillende ionen, zoals weergegeven in Fig.2: Hoe groter de relatieve grootte van het centrale ion, hoe meer ionen van tegengestelde lading nodig zijn om het te omsluiten. Dienovereenkomstig wordt de SiO4-tetraëder vaak getekend als een klein si4 + kation omsloten door vier grote O2-anionen (Fig.3). Men kan stellen dat dit onjuist is: Silicium en zuurstof zijn verbonden door polaire covalente bindingen van verbonden elektron orbitalen, dus vormen ze een eenheid, en zijn niet op dezelfde manier gescheiden en vrij beweegbaar als de ionen in een zout. Verbindingen met Si4 + – ionen bestaan in feite niet. Er is enige variatie in de interpretatie van de experimentele Bevindingen, en terwijl sommige auteurs de Si-O-binding voornamelijk als covalent beschouwen, benadrukken anderen de Ionische kenmerken van de binding. Voor een beoordeling, Zie Gibbs et al., 1994 en Cohen, 1994.,

 | | O O | | -O-Si-O-Si-O- | | | | O O O O | | | |-O-Si-O-Si-O-Si-O-Si-O- | | | | O O O O | | | | -O-Si-O- | O |

Fig.4: Silica netwerk

zuurstof is bivalent, en de zuurstofatomen in de hoeken van de tetraëder zijn elk verbonden met een ander siliciumatoom in een naburige tetraëder. Kwarts, en silica in het algemeen, kunnen dus worden omschreven als een driedimensionaal netwerk van onderling verbonden SiO4-tetrahedra. Een schematische weergave van de structuur in chemische symbolen is weergegeven in Fig.4. Meer gedetailleerde cijfers van de moleculaire structuur van kwarts zijn te vinden in de hoofdstuktructuur.

Fig.5 480×640 29kb Fig.6

De si-O-Si-binding tussen twee tetrahedra ‘ s is niet recht (180°), maar vormt een hoek van 144° in kwarts (Fig.5). Dientengevolge is de totale kristalstructuur van kwarts vrij complex. In andere silica modificaties is deze hoek anders, terwijl de hoeken binnen de SiO4 tetrahedra (gedefinieerd door de o-Si-o binding) in principe hetzelfde blijven. De volgende tabel geeft een overzicht van hoeken en afstanden voor een paar silica modificaties.

gegevens van:
Holl Hollemann & Wiberg, 1985
Ry Rykart, 1995
meting met JMol gebaseerd op eenheidscelcoördinaten.

zuurstof heeft een inherente neiging om een hoekige X-O-X Binding te vormen, net als zijn buren in het periodieke systeem van elementen. Figuur 6 toont modellen van vier waterstofverbindingen, water (H2O), methaan (CH4),ammoniak (NH3) en silaan (SiH4). De interatomische afstanden en de relatieve afmetingen van C, N, O en Si zijn op schaal, maar de waterstofatomen zijn te groot voor leesbaarheid. De CH4-en SiH4-moleculen zijn duidelijk tetrahedraal. NH3 en H2O zijn bijna gevormd als een methaanmolecuul met 1 of 2 waterstofatomen verwijderd, met een H-O-H hoek van 104,5° en een H-N-H hoek van 106,8°. De reden voor deze gelijkenis is de meetkunde van de bindende elektron orbitalen, de vier zogenaamde SP3 hybride orbitalen, die een tetraëder vormen. Een tetrahedrale opstelling van vier SP3 hybride orbitalen wordt ook gevonden in silicium en is de belangrijkste reden voor de tetrahedrale vorm en de stijfheid van de SiO4-eenheid in silica en silicaten.

van deze ene zou verwachten dat de Si-O-Si hoek kleiner is, dus waarom is het meer open? Ten eerste, omdat de Si-O binding zeer polair is en de zuurstofatomen negatief gepolariseerd zijn, zijn er afstotende krachten tussen de SiO4 groepen, en een rechte Si-O-Si zou de zuurstofatomen op grotere afstand houden. Bovendien is de lengte van de si-O-binding korter dan berekend voor een enkele binding: de waarde moet 0,181 nm zijn, maar ligt in kwarts rond 0,161 nm en heeft vergelijkbare waarden in andere siliciummodificaties. Dit is een indicatie voor een gedeeltelijk dubbel bindend karakter van deze binding (Hollemann & Wiberg, 1985), wat ook de grote kracht ervan zou verklaren . Deze dubbele binding is in overeenstemming met de groter dan verwachte si-O-Si hoek (144° in plaats van 109,5°). Merk op dat de Si-O afstand het kortst is in β-tridymiet, en deze wijziging heeft een si-O-Si hoek van 180°. De theorie achter het gedeeltelijk dubbelbindend karakter is vrij complex en Ik zal er niet verder op ingaan.

Silica en silicaten

hoewel chemisch gesproken silica een oxide is, worden kwarts en alle andere silica-modificaties in de Anglo-Amerikaanse mineralogische literatuur meestal geclassificeerd als silicaten (gebaseerd op een classificatieschema dat door Dana is opgesteld). De redenering achter het noemen van kwarts een silicaat is dat het wordt opgebouwd door een netwerk van SiO4 tetrahedra. Silicaten worden ingedeeld volgens de manier waarop SiO4-tetrahedra in de kristalstructuur is geïntegreerd en of en hoe de tetrahedra met elkaar zijn verbonden, en volgens dat kwarts wordt een tectosilicaat (“netwerksilicaat” of “raamsilicaat”) genoemd.

een silicaat is een zout van kiezelzuren en een of meer metalen. Orthosilicinezuur, H4SiO4, is slechts de eenvoudigste vorm, andere kiezelzuren zijn gemaakt van verschillende gekoppelde SiO4-eenheden met aangesloten waterstof.

men zou kunnen denken dat silicaten ontstaan wanneer een metaalhydroxide en orthosilicaatzuur reageren, zoals

maar dit is niet de manier waarop silicaten gewoonlijk in de natuur ontstaan. Silicaten kunnen worden gevormd wanneer een metaaloxide of carbonaat reageert met siliciumdioxide, zoals

soortgelijke reacties komen in de natuur voor, de vorming van wollastoniet tijdens metamorfe processen is reeds vermeld (reactie ). Maar de normale manier van silicaatvorming is die van een transformatie: silicaten reageren met elkaar om nieuwe silicaten te vormen. Als de SiO4-tetraëder eenmaal gevormd is, is het niet gemakkelijk uiteen te breken en kan het alleen gebruikt worden in reacties om nieuwe ringen, kettingen, platen of netwerken van tetraëders te vormen. Slechts zeer zelden en in zeer speciale omgevingen kan men silicium vinden in niet-silicaat mineralen.

zuiverheid van kwartskristallen

in tegenstelling tot de meeste mineralen is een helder kwartskristal altijd chemisch zuiver, met een SiO2-gehalte van bijna 99,5%, vaak meer. Daar zijn in principe twee redenen voor.

ten eerste heeft kwarts een macromoleculaire structuur. Het bevat geen geïsoleerde ionen van een element dat gemakkelijk door een ander element kan worden vervangen. Als bijvoorbeeld een zout (een verbinding gemaakt van geïsoleerde ionen die door elektrostatische krachten bij elkaar worden gehouden) in een waterige oplossing groeit, kunnen de ionen bijna willekeurig worden vervangen zolang de grootte en lading van de vervangende ionen een identieke waarde hebben. Wanneer kwarts groeit uit een waterige oplossing, is er letterlijk niets “aantrekkelijk” op het groeiende oppervlak naar andere ionen in de oplossing. Alleen als bijvoorbeeld een-groep eenheid is ingebouwd in plaats van een SiO4-eenheid, wordt de structuur elektrisch onevenwichtig en kan een extra klein monovalent kation (meestal H+, maar ook na+ of Li+) worden opgenomen. Slechts een paar elementen voldoen aan de criteria om te fungeren als vervanging van silicium in de SiO4-eenheid, zoals aluminium in -, fosfor in +, of ijzer in-en leiden tot de opname van verdere ionen. Interessant is dat de minerale berlinite, AlPO4, die kunnen worden geïnterpreteerd als de formule O2 is een structurele isomorph van kwarts, waarbij praktisch identiek structurele en symmetrie-eigenschappen, en zeer gelijkaardige fysieke eigenschappen:

ten tweede is het driedimensionale netwerk van SiO4-tetrahedra vrij stijf. Veel mineralen kunnen relatief grote hoeveelheden van bepaalde andere atomen en/of ionen in hun kristalrooster verdragen zonder grote afwijkingen in hun fysische eigenschappen te vertonen. De kleur kan volledig veranderen, maar de kristallen lijken helder en uniform, omdat het kristalrooster enigszins flexibel of ruim is en zijn oorspronkelijke structuur als geheel behoudt. Het kristalrooster van kwarts is echter strak en zeer inflexibel (waardoor het hard maar broos is), en slechts zeer kleine hoeveelheden van een aantal andere elementen met kleine kationen (meestal Li, Na, H) kunnen tijdens de groei worden ingebouwd zonder de structuur van het rooster te verstoren. En in feite is de hoeveelheid monovalente kationen in kwarts ruwweg evenredig met de hoeveelheid aluminium. Kwarts dat grotere hoeveelheden andere stoffen bevat, is doorschijnend tot ondoorzichtig en vaak dof, omdat het kristal rond de ingesloten mineralen “groeit” en licht wordt verspreid aan de randen van de verschillende materialen.

Dit geldt in het algemeen niet voor de andere wijzigingen van silica, en het lijkt erop dat Voor sommige van deze wijzigingen de aanwezigheid van sporenelementen in feite een stabiliserend effect heeft op hun structuur.

maar hoewel de totale samenstelling van heldere kwartskristallen Opmerkelijk zuiver is (tenminste in vergelijking met de meeste andere mineralen), zijn de onzuiverheden doorgaans niet gelijkmatig verdeeld binnen het kristal. De concentraties van afzonderlijke elementen kunnen binnen een paar micrometer afstand met een orde van grootte variëren. Bijvoorbeeld, de concentratie van aluminium kan variëren tussen minder dan 5 ppma (delen per miljoen atomen) tot 10000 ppma binnen een enkel kristal (➛Perny et al. 1992). Het patroon van de verdeling van sporenelementen kan zichtbaar worden gemaakt met een techniek genaamd kathodoluminescentie: hoog-energetische elektronenbundels (“kathodestralen”) veroorzaken kortlevende luminescentie-effecten die kunnen worden opgevangen op gewone film. De resulterende foto ‘ s van dunne plakjes kristallen tonen een fijn laminair patroon. De lagen liggen allemaal evenwijdig aan de kristallen gezichten, vergelijkbaar met phantoms, dus dit patroon van de verdeling van sporenelementen wordt veroorzaakt door snelle veranderingen in de groeiomgeving.

chemisch zuiver is nog vaak niet zuiver genoeg voor technische doeleinden. Een perfect, homogeen kristal is zo doorzichtig als een vacuüm, maar sporenelementen veroorzaken vervormingen en defecten in het kristalrooster, en dit heeft op zijn beurt invloed op de optische eigenschappen. De meeste elementen die in kwarts zijn ingebouwd (H, Li, Al, Na, Ti, Fe) zijn alomtegenwoordig en dus is verdere zuivering van silica ingewikkeld en duur. Om die reden zijn afzettingen van kwarts met een laag gehalte aan sporenelementen nog steeds veel gewild (zie bijvoorbeeld ➛Larsen et al. 2000).

meer informatie, literatuur, Links

een tabel met kwartseigenschappen is te vinden op mindat.org:

een andere tabel op www.webmineral.com:

voetnoten

1 de IUPAC is een organisatie die zich richt op het elimineren van dubbelzinnigheden en grappige, maar bekende namen zoals knallsäure (Duits voor “bonken zuur”, fulminic acid) uit de chemische nomenclatuur. Oude namen blijven geldig zolang ze eenduidig zijn.

2 sommigen van u vinden het misschien verleidelijk om wat experimenten met waterstoffluoride te doen. Waterstoffluoride is een zeer gevaarlijke stof. Zoek gewoon een geval op in een goed leerboek over toxicologie; na de lezing zul je het niet willen aanraken, zelfs niet met een paal. De waterige oplossing is geen sterk zuur (pure HF is), en de niet-verbonden kleine HF-moleculen dringen gemakkelijk door de huid en binden calcium in de cellen om onoplosbaar fluoriet, CaF2 te vormen. Calcium is essentieel voor de levende functies van alle lichaamscellen. Een kleine druppel op een vinger die onopgemerkt blijft omdat het niet onmiddellijk pijn doet, kan – na enige vertraging – aanzienlijke schade en grote pijn veroorzaken.een druppel (ongeveer 50 µl) van een 20% – oplossing bevat 0,00005 L x (200 g/l) = 0,01 g. 10 mg, dat klinkt niet als veel.
1 Mol Ca = 40g en 1 Mol F = 19g. 1 Ca bindt 2 F, dus 40g Ca bindt 38g F van 40g HF. 1 ml van uw lichaam weefsel bevat ongeveer 0,1 mg Ca, en 0,1 mg HF laat het neerslaan bijna volledig. In theorie, kan de 10mg HF in de kleine druppel het grootste deel van Ca in 100 ml Weefsel neerslaan, het doden van alle cellen erin.en nee, ik ben niet tegen waterfluoridatie (geen ironie hier).

3de term “meteorisch water” verwijst naar zijn oorsprong uit de atmosfeer, niet uit meteorieten. De Grieken dachten dat vallende sterren uit dezelfde bol kwamen als de wolken.: Sterren en planeten werden beschouwd als eeuwige wezens, iets wat wolken en vallende sterren duidelijk niet zijn. Denk aan “meteorologie”.

4 daarom gaat kwarts in vulkanisch gesteente vaak samen met calciet.

5dit is enigszins contra-intuïtief, maar een verzadigde oplossing bevindt zich in een thermodynamisch evenwicht met het kristal. Wanneer een molecuul wordt opgenomen in een kristalstructuur, zullen nieuwe bindingen worden gevormd, en afhankelijk van de geometrie van de kristalstructuur, wordt meer of minder energie vrijgegeven of verbruikt. Om een stof op te lossen is energie nodig om de bindingen te verbreken, maar er komt ook energie vrij wanneer watermoleculen zich richten op het opgeloste molecuul en nieuwe elektrostatische bindingen vormen (hydratisatie-energie). Een stabielere wijziging van een verbinding is over het algemeen minder oplosbaar, aangezien meer energie nodig is om de bindingen te breken.
Dit heeft niets te maken met de snelheid van de reactie. Onder bepaalde omstandigheden zal eerst uit een oplossing een onstabielere modificatie ontstaan en pas later zal deze worden vervangen door de stabiele modificatie.: Cryptokristallijn kwarts vormt meestal uit een waterige oplossing, maar met cristobaliet en opaal zijn tussenstappen, omdat de kinetiek van de reacties zijn in het voordeel van opaalvorming. En als je een kwartskristal bij kamertemperatuur in 1 liter zuiver water stopt, kun je er vrij zeker van zijn dat wanneer je het de volgende dag eruit haalt het niet 2,9 mg minder zal wegen. Waarschijnlijk zal het heel moeilijk zijn om het verschil te meten. Misschien na een maand, of na een jaar.

6de tetraëder in kwarts is in feite niet perfect isometrisch zoals een ideale tetraëder, maar licht vervormd, omdat de afstand tot het centrale siliciumatoom 0,16101 nm is voor 2 zuurstofatomen, en 0,16145 nm voor de 2 andere zuurstofatomen. Deze afwijking van de ideale vorm is voor de meeste praktische doeleinden echter verwaarloosbaar, aangezien deze minder dan 0,3% bedraagt.

7de oxidatiegetallen van Si en O zijn inderdaad respectievelijk +4 en -2. De energie die nodig is om 4 elektronen uit Si te verwijderen is te hoog om een stabiele zuiver ionische binding mogelijk te maken. Zelfs SiF4 is een verbinding met polaire, maar covalente bindingen, ondanks de hoge elektronegativiteit van fluor. Maar Si4-anionverbindingen bestaan wel (zoals Ca2Si).

8Rykart (1995)geeft de waarden 152,8° en 143,5° voor respectievelijk α – En β-kwarts. Dit lijkt een typografische fout te zijn, de waarden moeten worden geschakeld.

9 maar het is niet waar dat “anything goes”. Wanneer een mineraal zich vormt, worden elementen en ionen in zijn kristalrooster ingebouwd wanneer zij aan bepaalde criteria voldoen, zoals een specifieke lading, grootte of elektronegativiteit, en zijn dus vergelijkbaar met degenen die al het rooster vormen.

Printvriendelijke versie