Son silicatos que presentan los tetraedros (SiO4)4- enlazados por tres de sus cuatro oxígenos, por lo que tienen polimerización 3. La unión de los tetraedros determina la formación de una capa, llamada tetraédrica que presentan 4 cargas negativas. Además de la capa constituida por los tetraedros, los filosilicatos presentan una capa de tipo octaédrica que está formada por grupos (OH–) que compensan sus cargas con aluminio o magnesio. Mediante un mecanismo de expulsión de grupos (OH–) esta capa se une con la capa tetraédrica para neutralizar las cargas libres que tiene.
De los distintos tipos de unión entre capas tetraédricas y octaédricas para formar láminas, así como de las diversas distancias entre las láminas, se crean los distintos tipos de filosilicatos:
CLASIFICACION DE FILOSILICATOS:
La clasificación de los filosilicatos se basa en:
- Constitución de las láminas por dos o tres capas.
- Composición de la capa octaédrica, dioctaédricos o trioctaédricos, dependiendo de si están constituidos por gibbsita (Al3+) o brucita (Mg2+) respectivamente.
- Tamaño del espaciado basal, es decir, la separación entre las láminas.
Minerales 1:1 a 7Å – Minerales de los grupos de la caolinita y serpentina
Minerales 2:1 a 10Å – Talco y pirofilita
Minerales 2:1 a 10Å – (Micas y micas frágiles)
Minerales 2:1 a 10Å – Illitas
Minerales 2:1 a 14Å – Esmectita y vermiculita
Minerales 2:1:1 a 14Å – Cloritas 1:1 (TO) a 7 Å:
FILOSILICATOS 1:1
Estos minerales se forman cuando se une la capa tetraédrica con la capa octaédrica para compensar las cargas negativas de las primeras. La unión de estas dos capas da lugar a láminas con un espaciado basal de 7Å, que surge de la suma de los 2,5 Å que mide la capa tetraédrica y los 5Å de la octaédrica
Los dos grupos de minerales 1:1 más importantes son el de la serpentina y el de la caolinita.
FILOSILICATOS 2:1 (TOT)
Este numeroso grupo de filosilicatos presenta una estructura formada por una capa octaédrica (gibbsita o brucita) situadas entre dos capas tetraédricas. Para que se de esta estructura de cada unión de capa T-O (tetraédrica-octaédrica) se produce la salida de dos grupos (OH–), en cuyo lugar se sitúan los oxígenos apicales de la capa tetraédrica.
Existen dos grupos de filosilicatos 2:1 (TOT) los que tienen espaciados basales a 10Å y los que lo presentan a 14 Å.
Dentro del grupo con espaciado basal a 10Å encontramos la pirofilita y el talco, dependiendo de si la capa octaédrica es gibbsita o brucita respectivamente
Las láminas están unidas por fuerzas de Van der Waals lo que hace que de forma similar a los filosilicatos 1:1, presenten exfoliación basal, tacto untuoso y fácil deslizamiento.
FILOSILICATOS 2:1 (TOT). GRUPO DE LAS MICAS
Están formadas por láminas TOT y cationes interlaminares. Cristalizan en el sistema monoclínico en cristales tabulares con planos basales bien desarrollados. Todos los cristales presentan exfoliación basal perfecta y dureza 2 en la escala de Mohs.
Estructuralmente este grupo se forma cuando de un filosilicato 2:1, uno de cada cuatro silicios de la capa tetraédrica es sustituido por un aluminio, creándose así, una carga negativa que se compensa por la entrada de un catión en el espacio interlaminar.
Cuando el catión que entra a compensar la carga es el K+ se forman la flogopita y la moscovita con brucita o gibbsita, respectivamente.
Las micas más importantes por su abundancia en las rocas son la moscovita y la biotita.
FILOSILICATOS 2:1(TOT) . GRUPO DE LAS MICAS FRÁGILES
Este grupo se caracteriza por ser filosilicatos 2:1 en los que, dos de cada cuatro silicios de las capas tetraédricas están sustituidos por aluminio, creándose dos cargas negativas que tiene que compensarse por la entrada de cationes interlaminares divalentes como Ca2+, Mg2+, Fe2+ .Los enlaces que resultan de la unión de los cationes con las capas son muy fuertes, por lo que los minerales presentan menor exfoliación y aumenta la dureza y el peso específico. En este grupo los minerales más típicos son la xantofilita y la margarita, que no son micas muy frecuentes.
FILOSILICATOS 2:1.GRUPO DE LAS ILLITAS.
Tienen una estructura y fórmula muy parecida a la de la mica potásica, la moscovita (también biotita y flogopita). El déficit de carga, provocado por la sustitución de silicio por aluminio queda equilibrado por la entrada de potasio interlaminar con una coordinación 12 que determina una distancia basal de 10Å.
FILOSILICATOS 2:1.GRUPO DE LAS ESMECTITAS.
Como el grupo anterior presentan una estructura 2:1 lo que hace que los minerales de este grupo sean bastante parecidos a los del grupo de las micas.
Como en este caso, las cargas creadas son compensadas con la entrada de cationes, pero la unión entre las capas y los cationes es muy débil. Esta débil unión posibilita la entrada de moléculas de agua que provocan la expansión del mineral. Su capacidad expansiva es la característica más importante de este grupo de filosilicatos.
FILOSILICATOS 2:1.GRUPO DE LAS VERMICULITAS.
Son muy parecidos al grupo anterior, es decir, son minerales 2:1 muy similares a las micas; y como en el caso anterior se diferencia de ellas en:
Una menor sustitución entre cationes da lugar a una carga muy débil y el hecho de que el catión interlaminar este normalmente hidratado implica que el catión interlaminar esté débilmente unido a la superficie de la lámina.
FILOSILICATOS 2:1:1.GRUPO DE LAS CLORITA.
Son filosilicatos constituidos por láminas formadas por capas tetraédricas y octaédricas, a las que se intercalan capas octaédricas que pueden ser de brucita y gibbsita. Presentan un espaciado basal de 14Å.
MINERALES DE ARCILLA
El término arcilla se usa habitualmente con diferentes significados:
- Desde el punto de vista mineralógico, engloba a un grupo de minerales (minerales de la arcilla), filosilicatos en su mayor parte, cuyas propiedades físico-químicas dependen de su estructura y de su tamaño de grano, muy fino (inferior a 2 μm).
- Desde el punto de vista petrológico la arcilla es una roca sedimentaria, de origen detrítico, con características bien definidas. Para un sedimentólogo, arcilla es un término granulométrico, que abarca los sedimentos con un tamaño de grano inferior a 2 μm.
- Para un ceramista una arcilla es un material natural que cuando se mezcla con agua en la cantidad adecuada se convierte en una pasta plástica. Desde el punto de vista económico las arcillas son un grupo de minerales industriales con diferentes características mineralógicas y genéticas y con distintas propiedades tecnológicas y aplicaciones.
Por tanto, el término arcilla no sólo tiene connotaciones mineralógicas, sino también de tamaño de partícula, en este sentido se consideran arcillas todas las fracciones con un tamaño de grano inferior a 2 μm. Según esto, todos los filosilicatos pueden considerarse verdaderas arcillas si se encuentran dentro de dicho rango de tamaños.
Las arcillas son constituyentes esenciales de gran parte de los suelos y sedimentos debido a que son, en su mayor parte, productos finales de la meteorización de los silicatos que son inestables en medio exógeno. Otra particularidad de los minerales de arcilla es que poseen interesantes propiedad físico-químicas lo que las hacen minerales muy reactivos y poseedores de características que los hacen muy interesantes desde el punto de vista económico.
Dentro de este grupo de minerales de arcillas se consideran los filosilicatos 1:1 como las caolinitas y 2:1, como las ilitas, esmectitas, vermiculitas y cloritas.
