A-level 化学/OCR (Salters)/硅酸盐

硅酸盐 是自然界中最大和最重要的矿物族。硅酸盐约占地球地壳所有岩石的 95%，以及这些岩石分解时形成的土壤、粘土和沙子。

硅酸盐如此普遍，以至于氧是地球地壳中含量最多的元素，硅位居第二：氧占地球地壳质量的 46%，而硅占 27%。因此，硅和氧合计占地壳的 73%。

四面体

所有硅酸盐矿物的基本结构单元是 [SiO₄]⁴⁻ 四面体。有四个共价 Si−O 键。每个氧原子形成四面体的一个顶点。硅氧比为 1:4。

包含孤立 [SiO₄]⁴⁻ 四面体的硅酸盐矿物称为岛状硅酸盐或正硅酸盐。

• 
  结构式
• 
  球棍模型
• 
  多面体模型
• 
  化学理念 表示

角共享四面体

如果两个 [SiO₄]⁴⁻ 四面体在一个共同的顶点处共享一个氧原子，就会形成一个 [Si₂O₇]⁶⁻ 离子。硅氧比为 2:7。

包含孤立 [Si₂O₇]⁶⁻ 双四面体的硅酸盐矿物称为链状硅酸盐。

• 
  结构式
• 
  球棍模型
• 
  多面体模型
• 
  化学理念 表示

链

含有链的硅酸盐矿物被称为链状硅酸盐。

单链

(SiO₃²⁻)_n。硅氧比为 1:3。

双链

(Si₄O₁₁⁶⁻)_n。双链中的硅氧比为 4:11。

石棉

石棉（来自希腊语 ἅσβεστος，不可燃）是一组含双链的纤维状硅酸盐矿物。长期接触含有某些类型石棉纤维的粉尘现已知会导致肺部瘢痕形成、肺癌和一种特别侵袭性的癌症，称为间皮瘤。间皮瘤几乎总是致命的，中位生存时间为 11 个月。由于某些石棉带来的极端危险，英国所有涉及石棉的工作都必须由专业公司完成。绝大多数石棉是所谓的白色形式，这种形式不会造成任何真正的危险。

片

硅酸盐片的多面体模型

SiO₄ 四面体可以排列成片状，如右图所示。这种片的化学式可以写成 (Si₂O₅²⁻)_n。

含有片的硅酸盐矿物被称为层状硅酸盐。

三维框架

也许结构最复杂的硅酸盐是那些基于在所有三个维度上延伸的 Si 和 O 网络的硅酸盐。这种矿物的例子包括石英、沸石和长石。

含有三维框架的硅酸盐矿物被称为架状硅酸盐。