Estructura de los filosilicatos de la arcilla

 

Página 1. Unidades estructurales

Página 2. Capa tetraédrica

Página 3. Capa octaédrica

Página 4. Capas de tetraedros frente a las de octaedros

Página 5. Estructuras finales

Página 6. Celdillas unidad y fórmulas estructurales. 1:1

Página 7. Celdillas unidad y fórmulas estructurales. 2:1

Página 8. Deducción de las fórmulas

Página 9. Clasificación mineralógica

 

Estruturas finales

 

   Estructuras 1:1 y 2:1. Si la estructura termina en el plano 5, todos los vértices están ocupados por OH y se trataría de una estructura de lámina 1:1 (formada por un tetraedro y un octaedro), pero si la estructura continua los iones de este plano son O y OH. En este caso este plano 5 sería igual al plano 3 (representado en el dibujo como 3b). Luego vendrán los planos 2b y 1b. Es como si el plano 4 fuese un plano de simetría que refleja a los planos 1, 2 y 3 a cada lado. Se forma la lámina 2:1 (dos capas de tetraedros que encierran a una de tetraedros). La lámina 1:1 tiene un espesor de 7 amstrong mientras que para la 2:1 el espesor es de 9.

 

 

 Los minerales del grupo de los filosilicatos se originan por simple apilamiento de láminas 1:1 ó 2:1. Como la capa octaédrica puede ser de Mg o de Al, básicamente se dan sólo cuatro combinaciones:

1:1 triocta ---> Serpentina

1:1 diocta ---> Caolinita

2:1 triocta ---> Talco

2:1 diocta ---> Pirofilita

 

   Una variante aparece cuando los tetraedros, cada cierto número, se invierten. Los planos se interrumpen en esta zonas de tetraedros y octaedros girados 180°, apareciendo una estructura en listones, por lo que a estos filosilicatos se le llama fibrosos, en vez de laminares como corresponde al resto de las otras estructuras. Si el giro es cada 4 tetraedros el mineral es paligorskita (también llamado atapulgita) y si es cada seis se trata de sepiolita.

 

   Pero en la Naturaleza se presentan un número muy numeroso de minerales dentro del grupo de los filosilicatos. Esto es debido a las sustituciones isomórficas entre los cationes octaédricos y tetraédricos. Además estas sustituciones suelen ser entre cationes de distinta valencia lo que origina desequilibrios eléctricos en la red y para compensarse entran otros iones, que al no tener sitio en los nudos de la red, se sitúan entre las láminas 1:1 y mucho más frecuentemente entre las 2:1. Estos iones interlaminares pueden entrar hidratados en diverso grado, separando las capas, con lo que el espesor del paquete es variable, normalmente oscila entre 10 y 18 amstrong. La sustitución normal en la capa tetraédrica es la del Si por el Al (el Al es un catión de coordinación octaédrica, pero, por su tamaño, frecuentemente se introduce en las capas tetraédricas produciendo una pequeña deformación en los tetraedros; esto no ocurre nunca con el Mg, de mayor tamaño), La sustitución de cada Si++++ por un Al+++ necesita de la incorporación de un catión interlaminar monovalente, o si es un divalente lo hace por cada dos sustituciones Si por Al; este es el caso de las micas, en las que entra el K+ como catión interlaminar (espesor de 10 amstrong, fijo). En las capas octaédricas es frecuente la sustitución entre el Al y el Mg; éste es el caso de la serie de las esmectitas, cuyo mineral más representativo es la montmorillonita (espesor de 14 amstrong, variable).

 

   Existe la posibilidad de que los cationes interlaminares que entren a compensar los déficits de carga sean a su vez cationes de coordinación octaédrica; se origina así una nueva capa de octaedros en el espacio interlaminar y se le llama estructura de tipo 2:1+1 (el 2 representa a las dos capas de tetraedros y el 1+1 indica que las dos capas de octaedros no son iguales, ya que la capa octaédrica de la estructura 2:1 tiene la mayoría de los vértices compartidos con las capas de tetraedros vecinos, mientras que los octaedros del espacio interlaminar no comparten ningún vértice con los tetraedros. El mineral típico es la clorita.

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