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Schichtsilikate

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Silikatschicht des Muskovit (Blickrichtung 30° aus der Senkrechten gekippt): links Darstellung der Atome (rot Si, blau O) und rechts die sich daraus ergebenden Silikattetraeder

Als Schichtsilikate (auch Blattsilikate, Phyllosilikate) bezeichnet man Silikate, deren Silikatanionen aus Schichten eckenverknüpfter SiO4-Tetraeder bestehen. Diese Schichten oder Doppelschichten sind untereinander nicht über weitere Si-O-Bindungen zu Gerüsten verknüpft.<ref name="Liebau">Liebau 1982</ref>

Zu dieser Abteilung der Silikate zählen bedeutende Gruppen gesteinsbildender Minerale wie z. B. die Glimmergruppe, Chloritgruppe, Kaolin und Serpentingruppe.<ref name="mineralienatlas" >Mineralklasse-9.E nach Strunz 9. Auflage</ref><ref name="webmineral">Nickel-Strunz Silicates Classification (Version 10)</ref><ref name="mindat">Nickel-Strunz Classification – Phyllosilicates 10th edition</ref> Die in bindigen Böden allgegenwärtigen sowie in Sedimentgesteinen verbreiteten Tonminerale sind ebenfalls Schichtsilikate, die auch technisch wichtig sind.

Der schichtartige Aufbau dieser Minerale bestimmt Form und Eigenschaften der Kristalle. Sie sind meist tafelig bis blättrig mit guter bis perfekter Spaltbarkeit parallel zu den Schichten. Die Zähligkeit der Ringe, aus denen sich die Silikatschichten zusammensetzen, bestimmt oft die Symmetrie und Form der Kristalle:

  • so ist Apophyllit (Schichten aus Viererringen) tetragonal und bildet vierseitige tafelige bis prismatische Kristalle
  • dagegen zeigen die Minerale der Glimmergruppe (Schichten aus Sechserringen) eine pseudohexagonale Symmetrie und bilden tafelige bis blättrige Kristalle.

Die gute Translationsfähigkeit entlang der Schichten bedingt die starke Verformbarkeit der Schichtsilikate.<ref name="uni-tuebingen.de">Universität Tübingen: Systematik der Mineralien – Phyllosilikate (Schichtsilikate)</ref> Zwischen den Schichten können H2O-Moleküle und große Kationen eingelagert werden. Schichtsilikate sind oft quellfähig und mit ihrer Kationenaustauschkapazität wichtig für die Fruchtbarkeit von Böden. Synthetische Schichtsilicate, wie SKS-6 (Na2Si2O5) werden in Waschmitteln verwendet.<ref>WeylClean® SKS-6 - The WeylChem Group. Abgerufen am 9. August 2019 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).</ref> SKS-6 Schichtsilicate zeigen Eigenschaften wie Natrium-Zeolithe. Die schichtverknüpfenden, hydratisierten Natriumionen sind in Suspensionen selektiv austauschbar, beispielsweise gegen Calciumionen, und eignen sich somit zur Wasserenthärtung als Ionentauscher und zeigen gute Eigenschaften als Waschalkalie.

Klassifikation

Silikatklassifikation nach Liebau

Liebau betrachtet die Schichtsilikate als eine Verknüpfung von Silikatketten zu Schichten, die in zwei Dimensionen unbegrenzt sind, und unterteilt die Schichtsilikate anhand der Periodizität und Verzweigung der Silikatketten, die die Schichten aufbauen, sowie der Multiplizität der Silikatschichten:<ref name="Liebau" />

Periodizität

Sie gibt an, nach wie vielen Silikatkettengliedern (SiO4-Tetraeder) sich der Aufbau einer Kette wiederholt. Die Periodizität von natürlichen Schichtsilikaten ist meist klein und liegt bei 2 (Glimmergruppe), 3 (z. B. Dalyit), 4 (z. B. Apophyllit) oder 6 (z. B. Pyrosmalit).<ref name="Liebau" />

Verzweigung

Sie gibt an, ob von einer Silikatkette weitere SiO4-Tetraeder abzweigen. Man unterscheidet

  • offen verzweigte Schichtsilikate (z. B. Zeophyllit)
  • zyklisch verzweigte Schichtsilikate (z. B. Delhayelith), bei denen die von der Kette abzweigenden SiO4-Tetraeder geschlossene Ringe formen.<ref name="Liebau" />

Multiplizität

Sie gibt an, wie viele Silikatschichten miteinander zu Mehrfachschichten verknüpft sind.<ref name="Liebau" /> Fast alle Schichtsilikate haben eine Multiplizität von 1 oder 2. Das erste Schichtsilikat mit einer höheren Multiplizität (3) ist Günterblassit.<ref name="Chukanov et al. 2012"/>

Strunz

Anders als bei den Ringsilikaten und Kettensilikaten übernimmt die Strunz’sche Klassifikation der Schichtsilikate nicht die Nomenklatur und Kriterien von Liebau. Die Strunz’sche Systematik betrachtet die Silikatringe, aus denen sich die Schichten zusammensetzen, und unterteilt die Abteilung der Schichtsilikate (9.E) nach der Zähligkeit dieser Ringe, der Multiplizität der Schichten sowie der Verknüpfung der Schichten durch die oktaedrisch koordinierten Kationen.<ref name="mineralienatlas" /><ref name="webmineral"/><ref name="mindat" />

A. Einfache Tetraedernetze mit 4-, 5-, (6-) und 8-gliedrigen Ringen

B. Doppelnetze mit 4 und 6-gliedrigen Ringen

C. Schichtsilikate (Phyllosilikate) mit Glimmertafeln, zusammengesetzt aus tetraedrischen und oktaedrischen Netzen

  • 9.EC.: Glimmergruppe
  • 9.EC.05: Talkgruppe
  • 9.EC.10: Pyrophyllitgruppe
  • 9.EC.15: Muskovitgruppe
  • 9.EC.20: Phlogopitgruppe
  • 9.EC.25: Illitgruppe
  • 9.EC.30: Margarit
  • 9.EC.35: Clintonitgruppe
  • 9.EC.40: Montmorillonitgruppe
  • 9.EC.45: Saponitgruppe
  • 9.EC.50: Vermiculitgruppe
  • 9.EC.55: Chloritgruppe
  • 9.EC.60: Corrensitgruppe
  • 9.EC.65: Macaulayit
  • 9.EC.70: Burckhardtit
  • 9.EC.75: Suritgruppe
  • 9.EC.80: Kegelit

D. Schichtsilikate (Phyllosilikate) mit Kaolinitschichten, zusammengesetzt aus tetraedrischen und oktaedrischen Netzen

E. Einfache tetraedrische Netze aus 6-gliedrigen Ringen, verbunden über oktaedrische Netze oder Bänder

F. Einfache Netze aus 6-gliedrigen Ringen, verbunden über M[4], M[8] usw.

G. Doppelnetze mit 6-gliedrigen Ringen

H. Übergangsstrukturen zwischen Schichtsilikat und anderen Silikateinheiten

J. Unklassifizierte Phyllosilikate

Literatur

  • Karl Jasmund, Gerhard Lagaly: Tonminerale und Tone. Struktur, Eigenschaften, Anwendungen und Einsatz in Industrie und Umwelt. Steinkopf Verlag, Darmstadt 1993, ISBN 3-7985-0923-9, S. 490.

Weblinks

Einzelnachweise

<references> <ref name="Chukanov et al. 2012"> </ref> </references>

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