ポリ珪酸塩
オルトケイ酸イオン、Sio44-
オルトケイ酸イオンは多種多様な鉱物には存在しない。 水溶液で持続しないのは非常に強い基盤です。 自然界では、不溶性塩中の酸性陽イオンと組み合わせて見出される。
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| フェナサイト | Be2Sio4 |   |
| willemite | Zn2Sio4 |   |
| ジルコン | Zrsio4 |   |
| ガーネット | (M2+)3(M3+)2(Sio4)3 | M2+=Ca,Mg,Fe M3+=Al,Cr,Fe |
オリゴマーポリシリケート
高分子ケイ酸塩構造は、架橋（2座標）酸素を必要とする。 架橋酸素のためのスペースを作るためには、酸化物は”受信”シリコンから除去されなければならない。
ジケイ酸イオンは、本質的には珍しいです。 それはまれな鉱物thortveitite、Sc2Si2O7にだけあります。 三珪酸塩や四珪酸塩のようなより大きな構造は非常に速度が速い。
環状オリゴマーポリシリケート
長い開いた鎖構造を形成する代わりに、鎖の端部が酸化物イオンを除去するリンクします。
メタ珪酸塩イオンは未知のSio32-イオンのオリゴマーである。 これらの構造では、各シリコンは二つの架橋原子と二つの末端酸素原子を有する。 ケイ素原子あたりの電荷密度は-2である。 最も一般的な環状ポリ珪酸塩は、環状三量体（Sio3）36-および環状六量体（Sio3）612-である。
環状三量体は、鉱物ベニトアイト、BaTi（Si3O9。
鎖ポリ珪酸塩
式(Sio3)n2n-の線形(1-D)ポリマーは、架橋酸素を介して形成することができる。 これらの構造では、ケイ素原子あたり-2の電荷がある。 輝石鉱物と呼ばれる鉱物のグループは、構造のこのタイプを持っています。
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| エンスタタイト | Mgsio3 |
| ジオプサイト | Camgsi2O6 |
| スポジメン | |
| ポルサイト | Csalsi2O6 |
酸化物イオンが別の架橋酸素原子で置換されている場合、直鎖は並んで連結されていてもよい。 この連結が各鎖の互い違いのSio3グループで起これば、二重鎖構造（Si4O11）n6n-は起因します。 このような構造では、ケイ素原子あたりの酸素原子の電荷および数が減少する。
クロシドライトは、式Na2Fe5(OH)22のアスベスト鉱物である。 この鉱物は本質的に繊維状であり、アニオンの長鎖構造に由来する耐火性および耐熱性を有する。
シートポリシリケート
鎖の側方連結が無期限に継続されると、より多くの酸化物が除去され、2-Dポリマーが生じる。 これらの2次元ポリマーはシートケイ酸塩と呼ばれ、n4nアニオンを含んでいます。 この構造を含む鉱物は、容易に薄いシートに切断される。
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| 雲母 | 白雲母と黒雲母 |
| 粘土鉱物 | モンモリロナイト、カオリナイト、 中国粘土、バーミキュライト |
| タルク | & |
| ソープストーン | & |
| クリソタイルアスベスト | &&&&& |
3-D高分子ケイ酸塩
シートは、すべての酸化物イオンが除去されると3次元高分子に連結される（すべて 構造中の酸素は架橋している）。 この構造物には、もはや塩基性ではなく酸性酸化物である非荷電酸化物シリカnが含まれています。 石英、フリント、ジャスパー、オニキス、アメジスト、シトリン、瑪瑙とカルセドニー：多くの一般的な鉱物は、この構造が含まれています。
連続重合工程：
- O/Si原子比の連続的な還元をもたらす
- 4:1 オルトケイ酸塩
- 2:1シリカ中
以下の鉱物を重合度の高い順に配置する。 これを行うには、O/Si比を計算します（比率が低いほど構造が重合します。
- パイロフィライト、Al2Si4O10(OH)2
- グランネライト、Fe7Si8O22(OH)2
- スペッサータイト、Mn3Al2Si3O12
- バスタマイト、CaMn(Sio3)2
ガラス
酸性シリカが非常に高い温度（-1700 0C）で塩基性酸化物と反応し、その後、ポリシリケートイオンが形成するために鉱物に見られる整然としたポリシリケートイオンのfomationを可能にするためにあまりにも急速に冷却されると。 その結果、非晶質固体またはガラスが形成される。 ガラスは明確な凝固点を持たないことによって特徴付けられます。
単純なガラスは、砂を重炭酸ナトリウムと石灰石（塩基性酸化物Na2OとCaOの源）と溶融（融合）して作られています。 このプロセスの間に、ケイ素酸素橋は壊れています。
特殊ガラスは、ガラス中の酸性および塩基性酸化物の組成を変化させることによって作られる。
- Pyrex(tm)ガラスは熱衝撃に対して異常に抵抗力があります。 それを10-25％にするために、酸性酸化物であるB2O3が構造に組み込まれる。
- カラーガラスには、dブロック金属酸化物が塩基性酸化物成分の一部として組み込まれている
- 酸化ストロンチウムが組み込まれていると、カラーテレビで放射されるx線を吸収するガラスが得られる
- カメラレンズに必要な微細な光学特性は、La2O3
ガラスの詳細は、こちらおよびコーニング博物館のガラス資源サイトで入手できる。
土壌化学
ますます重合したポリ珪酸塩イオンがケイ素当たりの電荷を減少させ、塩基度を低下させるという事実は、土壌化学において重要な結果をもたらす。
鉱物のポリケイ酸アニオンは塩基性が高いほど弱酸と反応しやすく、風化しやすくなります。
雨水は硫黄や窒素酸化物が存在しない場合でもCO2が溶解するため、やや酸性です。
時間が経つにつれて、雨水はポリメリクス化されていないケイ酸塩アニオンと反応し、酸化物イオンを架橋酸素に置き換え、より高度に重合したケイ酸塩を生成する。 酸化物は水分子として除去される。
風化の中間段階には、粘土や石英などの珪酸塩層が大量にあります。 これらの土壌は、草や木のカバーの下の温帯地域で発見される傾向があります。 このような土壌は、非酸性植物栄養素K+の損失のために、新たに灌漑されたdeser土壌よりも肥沃ではない。 中間土壌中に存在する層ケイ酸塩は、植物が必要とするときに放出することができる負に帯電した表面上にカチオンを保持することができる。 これらの土壌は、まだかなり肥沃なトウモロコシと小麦のベルトで発見されています。
同型置換
ポリ珪酸塩イオンは、適切な陽イオンによって相殺されなければならない負の電荷を有する。 末端酸素は、負電荷の近くに充填された表面を近似する負電荷表面を有する。 ポリ珪酸塩の負電荷を中和するために必要な陽イオンは、鎖または層の間の層または3-D格子に存在する四面体または八面体の正孔に位置する。
特定の形態のポリ珪酸塩に見られる陽イオンの種類は、”
- 陽イオンの大きさ
- 陽イオンの電荷
同じ電荷と非常に類似した半径を持つイオンのセットがかなり存在するため、溶融マグマの冷却時に鉱物が形成されるときに、これらの一致したタイプのイオンのいずれかが他のイオンよりも好ましい理由はほとんどない。
例えば、mg2Sio4の理想的な組成を有するかんらん石は、同数のMg2+イオン（半径86pm）の代わりにFe2+（半径92pm）の同形subtitutionの様々な割合を含むことができる。
同型置換の第一原理
同型置換の第二の原則
同形置換は、ケイ酸塩中の可能な置換の数を増加させる。
例
- K+は希少なRb+およびTl+イオンに置き換えることができ、一般的なBa2+
- Ca2+はSr2+（132pm）、Na+（116pm）、Y3+（104pm）、La3+（117pm）、第六周期fブロックイオン（100-117pm）
- Si4+は共通のAl3+イオン（67pm）と取り替えることができます
ほとんどのケイ酸塩の鉱物の陽イオンはほとんどの要素のための非経済的な鉱石を作 要素の対角関係（特に2番目の期間）が、テーブルの右側にある1つのグループと、テーブルの下にある1つの期間にあります。
ロイサイトK(Alsi2O6)の同型置換プロセスによって生じる可能性のある以下の鉱物のうち、どの鉱物が発生する可能性がありますか？
- K(Ysi2O6)
- Rb(Alsi2O6)
- Ba(Besi2O6)
- Ba(Alsi2O6)
ヒント：同型置換において観察されなければならないイオン性化合物の二つの基本原則がある:
- すべての陽イオンの総電荷は、すべての陰イオンの総電荷と等しくなければならない。
- 置換が同型であるためには、入る陽イオンの総数は、置換されるすべての陽イオンの総電荷とほぼ等しくなければならない。