Gerüstsilikate

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Silikatgerüst des Orthoklas (Blickrichtung entlang der c-Achse): Darstellung der Atome links (rot: Si, blau: O) und der sich daraus ergebenden Silikattetraeder (rechts).

Als Gerüstsilikate (Tektosilikate) bezeichnet man Silikate, deren Anionen aus einem Gerüst eckenverknüpfter SiO4- und AlO4-Tetraeder bestehen.[1]

Zu dieser Abteilung der Silikate zählen mit den Feldspäten und Feldspatvertretern (z. B. Nephelin, Leucit) die häufigsten Minerale der Erdkruste.[2][3][4] Die technisch wichtigen und auch in der Natur verbreiteten Minerale der Zeolithgruppe sind, mit wenigen Ausnahmen, ebenfalls Gerüstsilikate.

Die Silikatgerüste umschließen größere Hohlräume, in denen große Kationen wie Ammonium ([NH4]+), Na+, K+, Cs2+, Ca2+, Ba2+, Sr2+ oder auch Moleküle wie Wasser oder Komplexanionen wie Sulfat (SO42-) Platz finden. Aufgrund ihrer meist lockeren Struktur zeichnen sich die Gerüstsilikate durch eine geringe Dichte, Lichtbrechung und mittlere Mohs-Härte (4–6) aus.[5]

Viele der Alumosilikatgerüste sind von weiten, offenen Kanälen durchzogen (Zeolithe), die z. B.Wasser oder Kationen aufnehmen und abgeben können, ohne dass das Silikatgerüst instabil wird. Darauf basiert die technische Anwendung dieser Minerale als Ionentauscher oder Molekularsiebe.

Klassifikation

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Nach Liebau

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Die Klassifikation von Liebau behandelt die Gerüstsilikate als eine Verknüpfung von Silikatketten zu Gerüsten, die in drei Dimensionen unbegrenzt sind und unterteilt die Gerüstsilikate anhand der Periodizität und Verzweigung der Silikatketten, die die Schichten aufbauen.[1]

Periodizität:

Sie gibt an, nach wie vielen Silikatkettengliedern (SiO4- Tetraeder) sich der Aufbau einer Kette wiederholt.[1]

Verzweigung:

Sie gibt an, ob von einer Silikatkette weitere SiO4- Tetraeder abzweigen. Man unterscheidet zwischen offen verzweigten Silikatketten und zyklisch verzweigten Silikatketten, bei denen die von der Kette abzweigenden SiO4- Tetraeder geschlossene Ringe formen.[1]

Nach Strunz

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  • Sililkatgerüst des Nephelin
  • Blick entlang der a-Achse
    Blick entlang der a-Achse
  • Blick entlang der c-Achse
    Blick entlang der c-Achse
  • Sililkatgerüst des Orthoklas
  • Blick entlang der a-Achse
    Blick entlang der a-Achse
  • Blick entlang der b-Achse
    Blick entlang der b-Achse
  • Blick entlang der c-Achse
    Blick entlang der c-Achse

Ebenso wie bei den Schichtsilikaten übernimmt die Strunz’sche Klassifikation der Gerüstsilikate nicht die Nomenklatur und Kriterien von Liebau. Die Strunz’sche Systematik unterteilt die Gerüstsilikate anhand des Einbaus von zeolithischen Wasser in die Struktur in die Abteilungen

  • „Gerüstsilikate (Tektosilikate) ohne zeolithisches H2O“ (9F)
  • „Gerüstsilikate (Tektosilikate) mit zeolithischem H2O“ (9G).

Die weitere Einteilung erfolgt anhand der Größe und Verknüpfung der Silikatringe, aus denen sich die Silikatgerüste zusammensetzen, sowie dem Auftreten weiterer Anionen.[2][3][4]

9.F Gerüstsilikate (Tektosilikate) ohne zeolithisches H2O

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9.FA Gerüstsilikate (Tektosilicates) ohne weitere Anionen[2][3][4]

9.FB Gerüstsilikate (Tektosilicates) mit weiteren Anionen[2][3][4]

  • Sililkatgerüst des Cancrinit
  • Blick entlang der a-Achse
    Blick entlang der a-Achse
  • Blick entlang der c-Achse
    Blick entlang der c-Achse

9.G Gerüstsilikate (Tektosilikate) mit zeolithischem H2O; Familie der Zeolithe

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  • Sililkatgerüst des Natrolith
  • Blick entlang der c-Achse
    Blick entlang der c-Achse
  • Blick entlang Kanälen aus 6-er Ringen
    Blick entlang Kanälen aus 6-er Ringen

9.GA Zeolithe mit vierer-Ring Ketten über ein fünftes Si verbunden[3][4]

9.GB Ketten von einfach verbundenen vierer-Ringen[3][4]

  • Sililkatgerüst des Analcim
  • Blick entlang der c-Achse
    Blick entlang der c-Achse
  • Blick entlang Kanälen aus 6-er Ringen
    Blick entlang Kanälen aus 6-er Ringen

9.GC Ketten doppelt verbundener vierer-Ringe[3][4]

  • Sililkatgerüst des Phillipsit (9.GC.10)
  • Blick entlang der a-Achse
    Blick entlang der a-Achse
  • Blick entlang der b-Achse
    Blick entlang der b-Achse
  • Blick entlang der c-Achse
    Blick entlang der c-Achse

9.GD Ketten von fünfer-Ringen[3][4]

  • Sililkatgerüst des Lévyn
  • Blick entlang der a-Achse
    Blick entlang der a-Achse
  • Blick entlang der b-Achse
    Blick entlang der b-Achse
  • Blick entlang der c-Achse
    Blick entlang der c-Achse

9.GE Tafeln mit 4-4-1-1 Struktureinheiten[3][4]

  • Sililkatgerüst des Heulandit
  • Blick entlang der a-Achse
    Blick entlang der a-Achse
  • Blick entlang der b-Achse
    Blick entlang der b-Achse
  • Blick entlang der c-Achse
    Blick entlang der c-Achse

9.GF Leucit-Typ-Gerüste[3][4]

  • Sililkatgerüst des Gottardiit
  • Blick entlang der a-Achse
    Blick entlang der a-Achse
  • Blick entlang 011-Achse
    Blick entlang 011-Achse
  • Perspektivische Ansicht
    Perspektivische Ansicht

9.GG Käfige und Doppelkäfige von 4-, 6- und achtfach-Ringen[3][4]

9.GH. Unklassifizierte Zeolithe[4]

Literatur

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  • F. Liebau (1982): Classification of Silicates in: Reviews in Mineralogy Volume 5: Orthosilicates; Mineralogical Society of America
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Einzelnachweise

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  1. ↑ a b c d Liebau 1982
  2. ↑ a b c d Mineralklasse-9.F nach Strunz 9. Auflage
  3. ↑ a b c d e f g h i j k Nickel-Strunz Silicates Classification (Version 10)
  4. ↑ a b c d e f g h i j k l Nickel-Strunz Classification – Tektosilicates 10th edition
  5. ↑ Universität Tübingen: Systematik der Mineralien – Tektosilikate (Gerüstsilikate)
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