Silikaatti (< lat. silicium = pii) on kemiallinen yhdiste, joka koostuu piistä ja hapesta (SixOy), yhdestä tai useammasta metallista sekä mahdollisesta vedystä. Yksinkertaisimmat silikaatit voidaan käsittää piihappojen suoloiksi. Laajemmassa mielessä silikaatteihin luetaan myös piihapot itse sekä piidioksidi eli kvartsi (SiO2), joka on maankuoren yleisin mineraali maasälvän ohella. Silikaatit muodostavat silikaattimineraaleja ja edelleen silikaattikivilajeja. Maankuori koostuu yli 90-prosenttisesti silikaateista.[1]
Silikaatti-ioneja tunnetaan useita. Yksinkertaisin on metasilikaatti-ioni SiO32-. Muita eri mineraaleissa esiintyviä ovat esimerkiksi:
Nimi | Ionin muoto | Kaava | Esimerkkejä mineraaleista |
---|---|---|---|
Nesosilikaatti (Ortosilikaatti) | Tetraedri | SiO44− | oliviini |
Sorosilikaatit | Kaksinkertainen tetraedri | Si2O76- | epidootti |
Syklosilikaatit | Rengasmainen | SinO3n2n- | turmaliini |
Inosilikaatit | Yksinkertainen ketju (polymeroitunut metasilikaatti) | SinO3n2n− | pyrokseeni |
Inosilikaatit | Kaksinkertainen ketju | Si4nO11n6n- | amfiboli |
Fyllosilikaatit | Verkkomainen | Si2nO5n2n- | savi, talkki |
Tektosilikaatit | Kolmiulotteinen rakenne | AlxSiyO2(x+y)x- | kvartsi, zeoliitti |
Näissä kemiallisissa kaavoissa parametrit n, x ja y voivat saada eri kokonaislukuarvoja. Tektosilikaatti-ionit itsessäänkin sisältävät usein myös alumiinia.[1] Näiden negatiivisten ionien lisäksi silikaattimineraalit luonnollisesti sisältävät myös positiivisia kationeja niin, ettei niillä ole nettosähkövarausta. Kvartsikidettä eli piidioksidia voidaan kuitenkin pitää tektosilikaatti-ionin erikoistapauksena, SiyO2y, jossa parametri x on nolla eikä alumiinia ole ja jonka varaus on kaavan mukaisesti myös nolla.
Alkalimetallien silikaatit kuten natriumsilikaatti Na4SiO4 liukenevat veteen. Natriumsilikaatin liuos tunnetaan vesilasina.[2] Muut silikaatit ovat yleensä erittäin niukkaliukoisia. Käytännöllisesti katsoen liukenemattomia ovat myös piihapot, joita ovat esimerkiksi metapiihappo H2SiO3 ja ortopiihappo H4SiO4, joita syntyy vesilasiliuoksen reagoidessa vahvojen happojen kanssa.
Lasia valmistetaan kuumentamalla silikaatteja sulamispisteeseen saakka ja antamalla niiden jälleen jähmettyä.