SILICATES

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Les tectosilicates

Toutes les formes de silice à l'exception de la stishovite peuvent être considérées comme des tectosilicates, car leur structure atomique est un assemblage des mêmes tétraèdres quasi réguliers SiO4 liés entre eux par leurs quatre sommets ; comme chacun des atomes d'oxygène se trouve lié à deux atomes de silicium, la composition chimique correspond à la formule SiO2. Les formes les plus importantes de silice cristallisée, des points de vue géochimique et industriel, sont le quartz, la tridymite et la cristobalite.

Tectosilicate

Dessin : Tectosilicate

Dessin

Modèle de tectosilicate : le quartz a (basse température). L'arrangement peu compact des atomes d'oxygène dans les tectosilicates rend compte des faibles densités et des faibles biréfringences des minéraux de ce groupe (d'après Berry et Mason). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Dans les tectosilicates proprement dits, les tétraèdres quasi réguliers des ions oxygène, avec, en leurs centres, soit un ion silicium, soit un ion aluminium, s'associent par leurs quatre sommets pour former une charpente tridimensionnelle, de composition (Si,Al)O2, constituant un macroanion dont la charge négative est neutralisée par certains cations. L'atome d'aluminium jouant le rôle géométrique de l'atome de silicium, les tectosilicates apparaissent comme des aluminosilicates, dans lesquels les atomes Si sont au moins aussi nombreux que les atomes Al. De sorte que un ion oxygène peut être lié à deux ions Si4+ par deux valences électrostatiques (au sens de Pauling : charge de l'ion divisée par sa coordination) qui le rendent « inactif », ou à deux ions, Si4+ et Al3+, qui lui adressent une valence électrostatique 1 + 3/4. Cet oxygène « actif » est donc lié à des cations dont il reçoit 1/4 de valence électrostatique pour neutraliser sa charge − 2. Or, des ions tels que Mg2+ et Fe2+, aux centres d'octaèdres réguliers d'atomes d'oxygène (coordination 6), possèdent une valence électrostatique 2/6 = 1/3, qui est trop grande. Aussi n'entrent-ils jamais dans la composition chimique des tectosilicates. Par contre, des ions plus volumineux tels que Ca2+, Ba2+, de coordination 8, ou des ions alcalins K+, Na+, Li+, dont la valence électrostatique reste inférieure à 1/4, conviennent. On trouve cependant, dans certains tectosilicates, de petites quantités de fer sous la forme d'ions Fe3+ qui remplacent Al3+ dans les tétraèdres d'oxygène. La formule [...]


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Cristobalite

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Tectosilicate
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Écrit par :

  • : membre de l'Académie des sciences, professeur honoraire de l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie

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Pour citer l’article

Jean WYART, « SILICATES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 16 octobre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/silicates/