Minéral de silice, toutes les formes de dioxyde de silicium (SiO 2), y compris le quartz, la tridymite, la cristobalite, la coésite, la stishovite, la léchatélérite et la calcédoine. Différents types de minéraux de silice ont été produits par synthèse; l'un est la kéatite.
Considérations générales
Les minéraux de silice représentent environ 26 pour cent de la croûte terrestre en poids et viennent juste derrière les feldspaths en abondance minérale. La silice libre se présente sous de nombreuses formes cristallines avec une composition très proche de celle du dioxyde de silicium, 46,75% en poids étant du silicium et 53,25% d'oxygène. Le quartz est de loin la forme la plus courante. La tridymite, la cristobalite et l'opale minérale de silice hydratée sont rares, et de la silice vitreuse (vitreuse), de la coésite et de la stishovite n'ont été signalées que dans quelques localités. Plusieurs autres formes ont été produites en laboratoire mais n'ont pas été retrouvées dans la nature.
Proprietes physiques et chimiques
Les structures cristallographiques des minéraux de silice, à l'exception de la stishovite, sont des réseaux tridimensionnels de tétraèdres liés, consistant chacun en un atome de silicium coordonné par quatre atomes d'oxygène. Les tétraèdres sont généralement assez réguliers et les distances de liaison silicium-oxygène sont de 1,61 ± 0,02 Å. Les principales différences sont liées à la géométrie des liaisons tétraédriques, qui peuvent provoquer de petites distorsions au sein des tétraèdres de silice. La haute pression oblige les atomes de silicium à se coordonner avec six atomes d'oxygène, produisant des octaèdres presque réguliers dans la structure stishovite.
Les minéraux de silice lorsqu'ils sont purs sont incolores et transparents et ont un éclat vitreux. Ils ne sont pas conducteurs d'électricité et sont diamagnétiques. Tous sont durs et solides et échouent par rupture fragile sous une contrainte imposée.
Certaines propriétés physiques importantes des minéraux de silice sont comparées dans le tableau. Tous, sauf la faible tridymite et la coésite (parmi les variétés cristallines) ont une symétrie relativement élevée. Il existe une relation linéaire entre les valeurs de gravité spécifiques répertoriées dans le tableau et la moyenne arithmétique des indices de réfraction (mesures de la vitesse de la lumière qui est transmise dans différentes directions cristallographiques) pour les minéraux de silice composés de tétraèdres liés. Cette relation ne s'étend pas à la stishovite car elle n'est pas constituée de tétraèdres de silice. La mélanophlogite est remarquable car elle trace sous la silice vitreuse sur le graphique. La gravité spécifique des minéraux de silice est inférieure à celle de la plupart des minéraux de silicate de couleur foncée qui leur sont associés dans la nature; en général, les roches de couleur plus claire ont une densité plus faible pour cette raison. Les minéraux de silice sont insolubles à peu solubles dans les acides forts, à l'exception de l'acide fluorhydrique, dans lequel il existe une corrélation entre la gravité spécifique et la solubilité.
Quelques propriétés physiques des minéraux de silice
| phase | symétrie | gravité spécifique | dureté |
|---|---|---|---|
| quartz (alpha-quartz) | hexagonal; trapézoédrique trigonal | 2,651 | 7 |
| quartz élevé (quartz bêta) | hexagonal; trapézoédrique hexagonal | 2,53 à 600 degrés Celsius | 7 |
| faible tridymite | monoclinique? | 2.26 | 7 |
| haute tridymite | orthorhombique | 2,20 à 200 degrés Celsius | 7? |
| faible cristobalite | tétragonale | 2,32 | 6–7 |
| haute cristobalite | isométrique | 2,20 à 500 degrés Celsius | 6–7 |
| keatite | tétragonale | 2,50 | ? |
| coesite | monoclinique | 2,93 | 7,5 |
| stishovite | tétragonale | 4.28 | ? |
| silice vitreuse | amorphe | 2,203 | 6 |
| opale | peu cristallin ou amorphe | 1,99–2,05 | 5½ – 6½ |
