Silikatgerüst

Silikatgerüst bezeichnet das dreidimensionale Netzwerk aus Silikat-Tetraedern (SiO4), das die zentrale Struktur vieler Silikatminerale und silikathaltiger Materialien bildet. Jedes Tetraederzentrum ist Silicium, das von vier Sauerstoffatomen koordiniert wird. Die Tetraeder verbinden sich durch gemeinsame O-Atome mit benachbarten Tetraedern, wodurch je nach Vernetzungsgrad verschiedene Strukturebenen entstehen.

Der Grundbaustein sind die SiO4-Tetraeder, deren Sauerstoffatome entweder Brücken zu Nachbareinheiten bilden oder als nicht gebundene Sauerstoffatome verbleiben. Aus der Art der Vernetzung ergeben sich die Hauptklassen der Silikatstrukturen: Nesosilicate (isolierte Tetraeder, z. B. Olivin), Sorosilicate (gepaarte Tetraeder, z. B. Epidot-Gruppe), Cyclosilicate (Ringe von Tetraedern, z. B. Beryll), Inosilikate (Einkettensysteme oder Doppelkettensysteme, z. B. Pyroxene und Amphibole), Phyllosilicate (Schichtsilicate, z. B. Muskovit, Biotit) und Tektosilicate (dreidimensionales Gerüst, z. B. Quarz und Feldspäte).

Diese Strukturen bestimmen wesentliche Eigenschaften wie Härte, Spaltbarkeit, Dichte und Löslichkeit. In der Geologie dient das Silikatgerüst zur Klassifikation von Mineralen, da der Vernetzungsgrad Aufschluss über Stabilität und Bildungsbedingungen gibt. In der Materialwissenschaft sind silikatische Gerüste zentral für Technologien wie Ionenaustausch, Katalyse und Porosität, exemplifiziert durch Aluminosilikat-Gerüste in Zeolithen. Das Silikatgerüst ist damit die Formation, durch die Silikate ihre vielfältigen physikalischen und chemischen Eigenschaften erhalten.