A-level 化學/OCR (Salters)/矽酸鹽

矽酸鹽 是自然界中最大和最重要的礦物族。矽酸鹽約佔地球地殼所有岩石的 95%，以及這些岩石分解時形成的土壤、粘土和沙子。

矽酸鹽如此普遍，以至於氧是地球地殼中含量最多的元素，矽位居第二：氧佔地球地殼質量的 46%，而矽佔 27%。因此，矽和氧合計佔地殼的 73%。

四面體

所有矽酸鹽礦物的基本結構單元是 [SiO₄]⁴⁻ 四面體。有四個共價 Si−O 鍵。每個氧原子形成四面體的一個頂點。矽氧比為 1:4。

包含孤立 [SiO₄]⁴⁻ 四面體的矽酸鹽礦物稱為島狀矽酸鹽或正矽酸鹽。

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  結構式
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角共享四面體

如果兩個 [SiO₄]⁴⁻ 四面體在一個共同的頂點處共享一個氧原子，就會形成一個 [Si₂O₇]⁶⁻ 離子。矽氧比為 2:7。

包含孤立 [Si₂O₇]⁶⁻ 雙四面體的矽酸鹽礦物稱為鏈狀矽酸鹽。

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鏈

含有鏈的矽酸鹽礦物被稱為鏈狀矽酸鹽。

單鏈

(SiO₃²⁻)_n。矽氧比為 1:3。

雙鏈

(Si₄O₁₁⁶⁻)_n。雙鏈中的矽氧比為 4:11。

石棉

石棉（來自希臘語 ἅσβεστος，不可燃）是一組含雙鏈的纖維狀矽酸鹽礦物。長期接觸含有某些型別石棉纖維的粉塵現已知會導致肺部瘢痕形成、肺癌和一種特別侵襲性的癌症，稱為間皮瘤。間皮瘤幾乎總是致命的，中位生存時間為 11 個月。由於某些石棉帶來的極端危險，英國所有涉及石棉的工作都必須由專業公司完成。絕大多數石棉是所謂的白色形式，這種形式不會造成任何真正的危險。

片

矽酸鹽片的多面體模型

SiO₄ 四面體可以排列成片狀，如右圖所示。這種片的化學式可以寫成 (Si₂O₅²⁻)_n。

含有片的矽酸鹽礦物被稱為層狀矽酸鹽。

三維框架

也許結構最複雜的矽酸鹽是那些基於在所有三個維度上延伸的 Si 和 O 網路的矽酸鹽。這種礦物的例子包括石英、沸石和長石。

含有三維框架的矽酸鹽礦物被稱為架狀矽酸鹽。