Kihtsilikaadid

Biotiit (must ja läikiv) on vilkude hulka kuuluv trioktaeedrilise TOT-struktuuriga kihtsilikaat.

Kihtsilikaadid (inglise phyllosilicates, sheet silicates) on kihilise struktuuriga silikaatsed mineraalid.

Kihtsilikaadid koosnevad vahelduvaist tetraeedrilistest ja oktaeedrilistest kihtidest. Tetraeedrilise kihi korral on üks katioon koordineeritud nelja aniooni, oktaeedrilise korral aga kuue aniooni poolt.

Tetraeedriline kiht koosneb kahest hapniku ioonide O^2– tasandist, mille vahel on katioonid Si⁴⁺ või Al³⁺. Hapnikuioonid on moodustunud tetraeedri tippudes. Oktaeedrilised kihid koosnevad kahest hüdroksüülioonide tasandist OH^–, mille vahel on enamasti katioonid Fe²⁺ või Mg²⁺, aga vahel ka Fe³⁺ või Mg³⁺. Katioonid oktaeedrilistes kihtides on koordineeritud kuue aniooni poolt, mis asuvad oktaeedri tippudes. Kui katioonid on kahevalentsed, on kõik katioonidele mõeldud positsioonid hõivatud, kui aga katioonid on kolmevalentsed, saab laengu tasakaalustamiseks olla hõivatud vaid kaks kolmandikku võimalikest positsioonidest. Esimesel juhul nimetatakse oktaeedrilist kihti trioktaeedriliseks, teisel juhul aga dioktaeedriliseks.

Tetraeedrilised kihid on seotud oktaeedrilise kihiga ühise O^2–/OH^– kihi läbi. Kui moodustub struktuur, kus on koos üks tetraeedriline ja üks oktaeedriline kiht, on tekkinud ühendkihis kolm anioonidest moodustunud tasandit ning nende vahel kaks katioonidest moodustunud tasandit. Sellist kihtsilikaadi ehitust nimetatakse TO-struktuuriks. Üksteisele järgnevad TO-struktuuriga kihid (TO–TO) on seotud nõrkade Van der Waalsi sidemetega. TO-struktuuriga mineraalid on näiteks kaoliniit ja talk, neist esimene on dioktaeedriline ning teine trioktaeedriline.

Peale TO-struktuuri on olemas ka TOT-struktuur (TOT–TOT). Sellise struktuuriga on vilgud muskoviit ja biotiit, neist esimene dioktaeedriline ning teine trioktaeedriline. TOT-kihtide vahel võib olla lisaks täiendavalt katioone, mille laengu tasakaalustamiseks on osad tetraeedrilise kihi katioonide positsioonid tühjad. On olemas ka struktuur, kus kahe TOT kihi vahel on lisaks veel üks oktaeedriline kiht. Selline on näiteks trioktaeedriline kloriit ning ta struktuur näeks välja umbes järgnev: TOT–O–TOT.

TO-struktuuriga kihtsilikaate nimetatakse ka 1:1 ning TOT-struktuuriga kihtsilikaate 2:1 kihtsilikaatideks.

TO kihi paksus on 7Å, TOT kihil 9...10Å ning TOT–O kihil 14Å. Seega, kui me suudaksime näiteks biotiiti ideaalselt lõhestada, saaksime 1 cm paksusest biotiidi kristallist teoreetiliselt kuni 10 miljonit biotiidi lehekest.

Kihtsilikaate iseloomustab ülitäiuslik ühesuunaline lõhenevus, mis tuleneb kihtidevahelistest nõrkadest Van der Waalsi sidemetest, mida on kerge lõhkuda.

Räni ja hapniku suhe kihtsilikaatides on 2:5.

Kihtsilikaatide hulka kuuluvad enamik savimineraale ning kõik vilgud.