Fillosilicati

I fillosilicati (dal greco phyllon, foglia) sono silicati caratterizzati da una struttura a strati a simmetria tetraedrica in cui ogni tetraedro tende a legarsi con altri tre tramite ponti a ossigeno. I membri di questa famiglia, generalmente, possiedono un aspetto lamellare o scaglioso, con sfaldature ben definite.

Sono basati su strati di tetraedri SiO4 estesi indefinitamente. Le formule chimiche di base sono A3Si2O5(OH)4 e A3Si4O10(OH)2, dove A rappresenta uno ione che può essere di calcio, magnesio, alluminio, sodio, ferro, litio, o bario. Generalmente sono teneri, con basso peso specifico e le lamelle di sfaldatura possono essere flessibili o elastiche.

La maggior parte dei fillosilicati contengono ossidrili (OH), posizionati all’interno degli anelli esagonali di tetraedri, sullo stesso livello degli ossigeni apicali che non fanno parte degli esagoni. Esempi di fillosilicati sono muscovite e biotite. Gli strati tetraedrici vengono sovrapposti alternati a strati ottaedrici; questi ottaedri, che poggiano su una faccia, hanno i vertici occupati dai gruppi ossidrilici. A seconda della struttura, i fillosilicati sono suddivisi in due gruppi principali: triottaedrici e diottaedrici.

La struttura diottaedrica è composta dalla sovrapposizione di pacchetti t-o (tetraedrico-ottaedrico), elettricamente neutri e tenuti insieme dai legami di Van der Waals. La struttura triottaedrica, invece, è formata da pacchetti t-o-t, anch’essi neutri e legati dalla forza di Van der Waals. Questa la costituzione dei minerali argillosi e del gruppo del serpentino.

Le miche, invece, nascono quando nelle strutture parte del Si nei siti tetraedrici viene sostituito da Al, generando cariche libere sulla superficie dei pacchetti t-o-t; questo provoca l’ingresso di cationi negli interstrati, con il risultato di rinforzare i legami di Van der Waals con legami ionici.

Tipicamente, il catione interstrato è il potassio. Risultato macroscopicamente osservabile di questo è la maggior durezza delle miche rispetto agli altri fillosilicati. A seconda della struttura, esistono miche diottaedriche, come la muscovite, e triottaedriche, come la flogopite.

Esiste, inoltre, una sottofamiglia di miche fragili, che si formano quando metà del Si viene sostituito da Al: in tal modo, sono disponibili due cariche elettriche, che attirano cationi bivalenti, specialmente calcio e bario; questi costituiscono legami ionici più resistenti, con la conseguenza di una durezza ancora maggiore e di una perdita di definizione della sfaldatura. Anche qui, esistono miche fragili diottaedriche (margarite) e triottaedriche (clintonite).