Silicatos y aluminosilicatos
Los silicatos y los aluminosilicatos son los minerales más abundantes, en lo que se refiere a su concentración, así como también a su reducción, con la finalidad de obtener metales, aunque este último proceso desde el punto de vista práctico no resulta ser muy interesante, debido a la gran cantidad de energía necesaria para poder extraer los metales de dichos minerales, los cuales se caracterizan por la gran estabilidad química que poseen.
El tetraedro SiO4^4-, es la unidad básica de todos los silicatos. Éstos pueden estar representados de diferentes maneras, como el ZrSiO4, llamado circón, y viene en forma de tetraedro aislado, o también unidos por vértices comunes. De esta forma, dos o más tetraedros pueden compartir un oxígeno de los vértices pudiendo formar unidades discretas como el Si2O7^6- o el Si3O9^6-. A menudo se suelen compartir de dos a cuatro vértices consiguiendo formar así estructuras en forma de cadena, láminas o grupos tridimensionales. Generalmente los silicatos contienen aniones gigantes, formados partiendo del SiO4^4-, donde la carga negativa se encuentra equilibrada por las cargas positivas de los cationes de uno o varios metales que se encuentran empaquetados en su estructura ( ya sean cadenas o láminas).
Cuando un grupo de tipo tridimensional tiene todos sus vértices compartidos, se formulan de manera sencilla; por ejemplo el sílice, SiO2, en su estado natural se encuentra en formas cristalinas distintas por sus, también distintas, ordenaciones en los tetraedros. La forma más común es el cuarzo, el cual presenta como característica su gran dureza, siendo el componente principal y mayoritario del granito o las areniscas.
Los aluminosilicatos se suelen considerar como derivados de los silicatos debido al reemplazamiento de los iones Si^4+ por los Al^3+, los cuales debido a la carga negativa que poseen, requieren cationes adicionales con la finalidad de poder neutralizar la carga eléctrica. Algunos aluminosilicatos, como por ejemplo los feldespatos, se encuentran dentro de los minerales más abundantes de la corteza de la Tierra. Entre ellos, el aluminio reemplaza a uno de cada cuatro átomos de silicio, e incluso a uno de cada dos, como ocurre por ejemplo en la anortita ( CaAl2Si2O8). En consecuencia a la erosión, los feldespatos se suelen ver transformados en silicatos de tipo laminar, los cuales constituyen la arcilla que se encuentra presente en los suelos.
Otros tipos de aluminosilicatos presentan una estructura más entramada, con presencia de cavidades que recuerdan a una jaula, donde se pueden acomodar moléculas de pequeño tamaño, así como también diferentes cationes. Dichos materiales se conocen con el nombre de zeolitas, las cuales tienen diferentes aplicaciones. Algunos de estos materiales se producen por síntesis industrial.
En la litosfera, el oxígeno, el silicio y el aluminio, tienen un papel fundamental, pues menos la caliza y la dolomita, el resto de rocas se encuentran formadas por silicatos, representando a un 90% de la corteza terrestre. Algunos silicatos son utilizados como materias primas en la fabricación de materiales usados en nuestra vida diaria, como pueden ser por ejemplo, el cemento, el vidrio, la cerámica, etc.
