硅四面体的定义和解释
地球岩石中的绝大多数矿物，从地壳到铁芯，在化学上都被归类为硅酸盐。这些硅酸盐矿物都是基于一种叫做硅四面体的化学单位。
你说硅，我说硅
两者相似（但两者都不应与硅树脂混淆，硅树脂是一种合成材料）。1824年，瑞典化学家Jöns Jacob Berzelius发现了原子序数为14的硅。它是宇宙中第七多的元素。二氧化硅是硅的氧化物，因此它的另一个名字，二氧化硅，是沙子的主要成分。
四面体结构
二氧化硅的化学结构形成一个四面体。它由一个由四个氧原子包围的中心硅原子组成，中心原子与之结合。围绕这种布局绘制的几何图形有四条边，每边都是一个等边三角形，即四面体。设想一下，想象一个三维球棒模型，其中三个氧原子支撑着它们的中心硅原子，很像凳子的三条腿，第四个氧原子笔直地站在中心原子上方。
氧化
从化学上讲，硅四面体的工作原理是这样的：硅有14个电子，其中两个电子在最内层的壳层中绕着原子核运行，另外八个电子填充在下一个壳层中。剩下的四个电子位于它最外层的“价”壳层中，使它短了四个电子，在这种情况下，产生了一个带四个正电荷的阳离子。外部的四个电子很容易被其他元素借用。氧有八个电子，比第二个完整壳层少了两个。它对电子的渴求使氧成为如此强的氧化剂，这种元素能够使物质失去电子，并在某些情况下降解。例如，铁在氧化之前是一种极强的金属，直到它暴露在水中，在这种情况下，它会生锈并降解。
因此，氧与硅是极好的匹配物。只是，在这种情况下，它们形成了一种非常牢固的结合。四面体中的四个氧原子中的每一个都以共价键从硅原子中共享一个电子，因此产生的氧原子是一个带一个负电荷的阴离子。因此，四面体作为一个整体是一个带有四个负电荷的强阴离子，SiO44-。
硅酸盐矿物
硅四面体是一种非常牢固和稳定的组合，很容易在矿物中连接在一起，在其角落共享氧气。孤立的二氧化硅四面体存在于许多硅酸盐中，如橄榄石，其中四面体被铁和镁阳离子包围。四面体对（SiO7）出现在几种硅酸盐中，其中最著名的可能是半晶。四面体环（Si3O9或Si6O18）分别出现在稀有贝尼托石和普通电气石中。
然而，大多数硅酸盐是由长链、薄片和硅四面体框架构成的。辉石和角闪石分别具有单链和双链硅四面体。连接四面体的薄片构成云母、粘土和其他层状硅酸盐矿物。最后，有四面体的框架，其中每个角落都是共享的，从而形成了SiO2公式。石英和长石是这类硅酸盐矿物中最主要的。
鉴于硅酸盐矿物的普遍存在，可以肯定地说，它们构成了地球的基本结构。
- 发表于 2021-09-14 12:58
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