ケイ酸イオン
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/07/04 22:34 UTC 版)
「ケイ酸塩#ケイ酸イオン」も参照 最も簡単な構造のものはオルトケイ酸イオン（—さん—、orthosilicate, SiO4−4）であり、形式的にはオルトケイ酸の四段目解離により生成するが、水溶液中ではたとえ強塩基性であってもこのようなイオンは確認されず、マグネシウム塩すなわち橄欖石のような天然鉱物中に存在し、ネソケイ酸塩と呼ばれる。正四面体型構造で、鉄橄欖石結晶中においてSi−O結合距離は164pmである。 縮合して2個のSiO4四面体を酸素で架橋した二ケイ酸イオン(Si2O6−7)を含む鉱物はソロケイ酸塩と呼ばれ緑簾石などがある。 さらにSiO4四面体が鎖状に結合したイノケイ酸塩((SiO3)2n−n, (Si4O11)6n−n)、環状構造のサイクロケイ酸塩((SiO3)12−)6、層状構造のフィロケイ酸塩((Si2O5)2n−n)および三次元構造のテクトケイ酸塩((AlxSi4-xO8)xn−n)が存在する。
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ケイ酸イオン
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/07/13 04:39 UTC 版)
4配位ケイ酸イオン中のケイ素原子は、4個の酸素原子によって囲まれた四面体構造をとり、この四面体が1個から無限個まで連なった多様な種類がある。 オルトケイ酸イオン (SiO44−)、ピロケイ酸イオン (Si2O76−)、他の縮合ケイ酸イオンが知られている。環状ケイ酸イオンとしては Si3O96− と Si6O1812− が知られている。さらに、以下のような多様な無限ポリイオンが存在する。 1次元鎖状 (pyroxene) 型 (SiO32−)n。各 SiO4 四面体は2個の酸素原子を隣の SiO4 四面体と共有し、形式的には残り2個の酸素がアニオンとなる。 1次元二重鎖状 (amphybole) 型 (Si4O116−)n 2次元シート状 各 SiO4 四面体は3個の酸素原子を隣の SiO4 四面体と共有し、形式的には残り1個の酸素がアニオンとなる。ほとんどの2次元シート状アニオンは巨大すぎて、常温では固体かコロイド溶液でしか存在できない。 3次元網目状 各 SiO4 四面体は4個の酸素原子を隣の SiO4 四面体と共有する。この構造が 100% だと組成式 SiO2 の二酸化ケイ素であるが、一部の SiO2 が他の金属酸化物に置き換わった (M(I)2O)2x(SiO2)1-x や (M(II)O)2x(SiO2)1-x のような組成の化合物では、ケイ素原子が取り除かれた欠陥部がアニオンとなった (SiO2(1-x))O2x4x− のようなポリイオンが考えられる。ただし金属 M がイオンというよりも酸素原子と共有結合してポリケイ酸イオンの一部となっていると考えた方が良い構造の場合もある。 2次元シート状および3次元網目状のポリケイ酸イオンの一部のケイ素原子が、アルミニウムやホウ素、リン、またチタンなどの遷移金属に置き換えられたものがある。これらは化学的にはアルミノケイ酸イオンやホウケイ酸イオンと呼ばれるべきものであるが、ケイ酸イオンの一種として扱われることが多い。特にアルミノケイ酸塩には非常に多くのものが知られている。非晶質の3次元網目状ケイ酸塩はケイ酸ガラスとして知られる。
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