Tektosilikatstruktur

Tektosilikatstruktur bezeichnet eine Klasse von Silikaten, bei der die Silica-Tetraeder (SiO4) über Ecken zu einem dreidimensionalen Gerüst verbunden sind. Alle vier Sauerstoffatome jedes Tetraeders werden mit benachbarten Tetraedern geteilt, wodurch eine durchgehende, stark polymerisierte Netzwerkstruktur entsteht. Daraus ergibt sich eine hohe Netzwerkbildung und in der idealen Form eine Formel wie SiO2; bei Substitutionen im Rahmenbalance entstehen komplexere Formeln, beispielsweise in Feldspäten.

In der Tektosilikatstrukur sind die Tetraeder durch gemeinsame Ecken fest miteinander verknüpft, sodass das gesamte Kristallgitter eine stabile 3D-Netzwerkbildung bildet. Die Struktur kann Kanäle oder Hohlräume enthalten, insbesondere wenn Al in das Gitter ersetzt wird und dadurch negative Gitterladungen entsteht, die durch Kationen (Na+, K+, Ca2+) oder Wassermoleküle kompensiert werden. Diese Kationen können in Zeolithen auch ausgetauscht werden, was zu besonderen Eigenschaften wie Ionenaustausch und Adsorption führt.

Zu den Mitgliedern der Tektosilikatgruppe gehören Quarz (SiO2), Feldspäte (K-Feldspat, Plagioklase) sowie Zeolithe. Quarz weist eine vollständig polymerisierte 3D-Netzwerkstruktur auf, während Feldspäte zusätzlich Aluminium im Gitter enthalten und positive Kationen zur Ladungsausgleich benötigen. Zeolithe zeichnen sich durch offene Fensterstrukturen und poröse Kanäle aus, die Wasser und kleine Moleküle aufnehmen können.

Tektosilikatstrukturen sind dominierend in der Erdkruste und spielen eine Schlüsselrolle in Geologie, Mineralogie und Industrie, etwa als Rohstoffe für Glas, Keramik und als Katalysatoren- bzw. Ionenaustauschmaterial.