Tetraedro de sílica definido e explicado

A grande maioria dos minerais nas rochas da Terra, desde a crosta até o núcleo de ferro, é quimicamente classificada como silicato. Estes minerais de silicato são todos baseados em uma unidade química chamada sílica tetraedro.

Os dois são semelhantes (mas não devem ser confundidos com silicone, que é um material sintético). O silício, cujo número atômico é 14, foi descoberto pelo químico sueco Jöns Jacob Berzelius em 1824. É o sétimo elemento mais abundante no universo. A sílica é um óxido de silício - daí seu outro nome, dióxido de silício - e é o componente principal da areia.

A estrutura química da sílica forma um tetraedro. Consiste em um átomo central de silício cercado por quatro átomos de oxigênio, com os quais o átomo central se liga. A figura geométrica desenhada em torno desse arranjo tem quatro lados, sendo cada lado um triângulo equilátero - um tetraedro. Para visualizar isso, imagine um modelo tridimensional de bola e bastão no qual três átomos de oxigênio estejam átomo central de silício, muito parecido com as três pernas de um banco, com o quarto átomo de oxigênio colado diretamente acima do átomo central.

Quimicamente, o tetraedro de sílica funciona assim: o silício possui 14 elétrons, dos quais dois orbitam o núcleo na concha mais interna e oito enchem a próxima concha. Os quatro elétrons restantes estão em sua camada externa de "valência", deixando quatro elétrons curtos, criando, nesse caso, um cátion com quatro cargas positivas. Os quatro elétrons externos são facilmente emprestados por outros elementos. O oxigênio possui oito elétrons, deixando-o duas vezes abaixo de uma segunda camada completa. Sua fome de elétrons é o que torna o oxigênio tão forte oxidante, um elemento capaz de fazer com que as substâncias percam seus elétrons e, em alguns casos, se degradem. Por exemplo, o ferro antes da oxidação é um metal extremamente forte até ser exposto à água; nesse caso, forma ferrugem e degrada.

Como tal, o oxigênio é uma excelente combinação com o silício. Somente, nesse caso, eles formam um vínculo muito forte. Cada um dos quatro oxígenos no tetraedro compartilha um elétron do átomo de silício em uma ligação covalente; portanto, o átomo de oxigênio resultante é um ânion com uma carga negativa. Portanto, o tetraedro como um todo é um ânion forte com quatro cargas negativas, SiO₄^4–.

O tetraedro de sílica é uma combinação muito forte e estável que se une facilmente em minerais, compartilhando oxigênio nos cantos. O tetraedro de sílica isolado ocorre em muitos silicatos, como a olivina, onde os tetraedros são cercados por cátions de ferro e magnésio. Pares de tetraedros (SiO₇) ocorrem em vários silicatos, dos quais o mais conhecido é provavelmente o hemimorfita. Anéis de tetraedro (Si₃O₉ ou Si₆O₁₈) ocorrem no benitoito raro e na turmalina comum, respectivamente.

A maioria dos silicatos, no entanto, é construída com longas cadeias, folhas e estruturas de sílica tetraedro. o piroxênios e os anfibólios têm cadeias simples e duplas de sílica tetraedro, respectivamente. Folhas de tetraedros ligados compõem o micas, argilas e outros minerais filossilicatos. Finalmente, existem estruturas de tetraedros, nas quais todos os cantos são compartilhados, resultando em um SiO₂ Fórmula. Quartzo e a feldspatos são os minerais de silicato mais proeminentes desse tipo.

Dada a prevalência dos minerais de silicato, é seguro dizer que eles formam a estrutura básica do planeta.