Velika večina mineralov v Zemljinih kamninah, od skorje do železovega jedra, je kemijsko razvrščena kot silikati. Te silikatni minerali vse temeljijo na kemični enoti, imenovani silicijev tetraeder.
Praviš silikon, pravim silika
Dve sta si podobni (a nobenega ne bi smeli zamenjevati silikon, ki je sintetični material). Silicij, katerega atomska številka je 14, je leta 1824 odkril švedski kemik Jöns Jacob Berzelius. Je sedmi najpogostejši element v vesolju. Silica je silicijev oksid - od tod tudi njegovo drugo ime, silicijev dioksid - in je glavna sestavina peska.
Struktura tetraedra
Kemična struktura kremena tvori tetraeder. Sestavljen je iz osrednjega atoma silicija, obkroženega s štirimi atomi kisika, s katerimi se osrednji atom veže. Geometrijska figura, narisana okoli te razporeditve, ima štiri strani, pri čemer je vsaka stran enakostranični trikotnik - a tetraeder. Predstavljajte si tridimenzionalni model kroglice in palice, v katerem trije atomi kisika držijo svoje centralni atom silicija, podobno kot tri noge stolčka, s četrtim atomom kisika se dviga naravnost nad centralni atom.
Oksidacija
Kemično deluje tetraeder iz silicijevega dioksida takole: Silicij ima 14 elektronov, od tega dva krožita v jedru v najbolj notranji lupini in osem napolni naslednjo lupino. Štirje preostali elektroni so v svoji najbolj zunanji "valenčni" lupini, tako da so kratki štirje elektroni, kar v tem primeru ustvari kation s štirimi pozitivnimi naboji. Štirje zunanji elektroni si druge elemente zlahka izposodijo. Kisik ima osem elektronov, zaradi česar ima dva kratka polno sekundo lupine. Njegova lakota po elektronih je tisto, zaradi česar je kisik tako močan oksidant, element, ki lahko povzroči, da snovi izgubijo elektrone in se v nekaterih primerih razgradijo. Na primer, železo pred oksidacijo je izredno močna kovina, dokler ni izpostavljena vodi, v tem primeru pa tvori rje in razpade.
Kot tak se kisik odlično ujema s silicijem. Samo v tem primeru tvorijo zelo močno vez. Vsak od štirih kisikov v tetraedru deli en elektron iz atoma silicija v kovalentni vezi, tako da je nastali atom kisika anion z enim negativnim nabojem. Zato je tetraeder kot celota močan anion s štirimi negativnimi naboji, SiO44–.
Silikatne minerale
Teraeder iz silicijevega dioksida je zelo močna in stabilna kombinacija, ki se zlahka poveže v mineralih in si na njihovih vogalih deli kisik. Izolirane tetraedre iz silicijevega dioksida se pojavljajo v številnih silikatih, kot je olivin, kjer tetraedre obdajajo železovi in magnezijevi kationi. Parovi tetraedrov (SiO)7) se pojavljajo v več silikatih, od katerih je najbolj znan verjetno hemimorfit. Prstani tetraedre (Si3O9 ali Si6O18) se pojavljajo v redkem benitoitu in običajnem turmalinu.
Vendar je večina silikatov zgrajenih iz dolgih verig in pločevin ter okvirjev iz silicijeve tetraedre. The pirokseni amfiboli imajo enojne in dvojne verige silicijevega tetraedra. Listi povezane tetraedre sestavljajo micas, glina in drugi filosilikatni minerali. Končno obstajajo okviri tetraedre, v katerih se deli vsak vogal, kar ima za posledico SiO2 formula. Kremen in feldspars so najvidnejši silikatni minerali te vrste.
Glede na razširjenost silikatnih mineralov je zanesljivo reči, da tvorijo osnovno strukturo planeta.