تشكل مجموعة معادن السيليكا الغالبية العظمى من صخور القشرة الأرضية، وحدة البناء الرئيسية في هذه المعادن هي “السيليكا رباعية الوجوه” التي تتكون من أربع ذرات أكسجين مرتبطة برابطة تساهمية مع ذرة سيليكون واحدة تعتبر هذه الوحدات (رباعيات الأوجه) نشطة كيميائيا حيث أنها تمتلك أربعة شحنات سالبة لذلك لها قابلية الاتحاد مع أي كاتيونات حرة أو رباعيات أوجه أخرى وهذا هو سبب انتشار معادن هذه المجموعة، وعندما يتشارك اثنان من رباعي السطوح في الرأس تشكل ذرة الأوكسجين جسرا يربط بين ذرتين من السيليكون، كما قد يتم استبدال بعض مراكز السيليكون في الجزيء المعقد بذرات من عناصر أخرى ترتبط بزوايا الأوكسجين الأربعة،
تتنوع مجموعات هذه المعادن نتيجة للتغييرات و العمليات المستمرة مليارات السنين في القشرة الأرضية و التي تضم الذوبان الجزئي – التبلور – التجزئة – التحول – العوامل الجوية – الحت و التعرية – الانضغاط
تصنيف معادن السيليكات
تصنف على أساس بنائها الذري و نسبة السيليكون إلى الأوكسجين في هذا البناء حيث تتوقف الخواص الفيزيائية لهذه المعادن و استقرارها الكيميائي إلى حد كبير على هذه النسبة،
يتم معرفة تركيب هذه المعادن بواسطة الأشعة السينية و تصنف إلى مجموعات رئيسية :
- مجموعة النيزوسيليكات Nesosilicate
تكون نسبة السيليكون إلى الأوكسجين 4:1 وتكون رباعيات الأوجه فيها مفردة، تمتاز معادن هذه المجموعة بالصلابة و الكثافة العالية و الوزن الجزيئي الكبير و أشهرها : الز يركون و التيتانت و الأوليفين
- مجموعة السوروسيليكات Sorosilicare
يتحد فيها اثنان من رباعيات الأوجه عن طريق رابطة مشتركة بالرأس ومن أشهر معادنها معدن الإيبيدوت
- مجموعة سيكلوسيليكات cyclosilicate
وتعرف بالسيليكات الحلقية ترتبط فيها رباعيات الأوجه مع بعضها لتشكل حلقات ثلاثية أو رباعية أو خماسية أو
سداسية ومثالها معدن البريل و الكوردرايت و التورمالين
- مجموعة إينو سيليكات Inosilicates
تعتبر هذه المجموعة من المجموعات الكبيرة بسبب تنوع تركيبها
تضم مجموعتين أولهما السيليكات ذات السلسلة المفردة حيث تتحد ذرتين من ذرات الأوكسجين مع رباعيات أوجه
أخرى لتكوين سلسلة مفردة من رباعيات الأوجه من أشهر معادنها البيروكسين
و المجموعة الثانية السيليكات ذات السلسلة المزدوجة وتشترك فيها رباعيات الأوجه مع بعضها في ثلاث ذرات
أوكسجين بحيث تتقابل سلسلتان مفردتان مع بعضهما جنبا إلى جنب و من أبرز معادنها معدن الأمفيبول
- مجموعة الفيلوسيليكات Phyllosilicates
تسمى السيليكات الصفائحية تشارك فيها رباعيات الأوجه في ثلاث ذرات أوكسجين و ترتبط الحلقات السداسية مع
بعضها في بعدين لتكون عددا لانهائيا من الصفائح المتكررة، من أشهرها مجموعة معادن الطين مثل الكاولينت أو البير وفيلات
- مجموعة تكتوسيليكات Tectosilicates
تعرف باسم السيليكات الشبكية حيث ترتبط فيها رباعيات الأوجه من الداخل إلى الخارج بشكل معقد برابطة تساهمية
تعتبر السبب الرئيسي لصلابة معادن هذه المجموعة و من أشهرها مجموعة معادن الكوارتز و الزيولايت
استخدامات معادن السيليكا في التكنولوجيا
إن وفرة معادن السيليكا وصلابتها وسهولة تقطيعها و إنتاجها اهتزازا إيقاعيا عالي التردد و توافر
خصائص العزل الحراري تجعلها مفيدة للعديد من الاستخدامات التكنولوجية فهي تدخل في صناعة :
- الرقائق الدقيقة :هي عبارة عن معدن سيليكا مقطوع إلى أبعاد متناهية الصغر تتم طباعة التعليمات المنظمة عليه
وتعمل قدرة السيليكا على توصيل الكهرباء وإنتاج اهتزاز عالي التردد على تشغيل الرقاق الدقيقة التي تنقل التعليمات المطبوعة عليها للكمبيوتر أو الهاتف المحمول لينفذها - صناعة الزجاج و السيراميك :وذلك بأن يتم تسخين الطين أو الرمل الخزفي إلى درجات حرارة عالية وتحويلها إلى مادة مرنة، يتميز السيراميك المصنوع من السيليكا بخصائص حرارية مرنة لذلك تستخدم في المجالات التكنولوجية المتقدمة
- الصناعات المعتمدة على بلورات الكوارتز :وهي نوع من أنواع السيليكات لها قدرة فريدة على إنتاج اهتزاز إيقاعي عالي التردد و لهذا تستخدم في صناعة الساعات و أجهزة الراديو و أجهزة قياس الضغط
- استخدام سيليكات الصوديوم المائية في صناعة المنظفات : وتسمى السيليكات السائلة وتتكون من أوكسيد السيليكون الذي نحصل عليه من الرمل النقي و هيدروكسيد الصوديوم والماء و هو يشكل مادة قلوية تعدل الفعالية الحامضة لمواد التنظيف و تعطي قواما لزجا، تستخدم في صناعة مسحوق الغسيل و معجون التنظيف
فوائد السيليكا الصحية و الجمالية
- تتواجد معادن السيليكا بشكل طبيعي في غضاريف و أنسجة الجسم ويتم الحصول عليها بشكل طبيعي من المصادر الغذائية نباتية الأصل كما توافر في بعض الأدوية و المكملات الغذائية و قد أظهرت الدراسات بعض الفوائد المحتمل لهذه المعادن مثل :
- تحسين صحة البشرة والشعر من خلال تحفيز تجديد خلايا البشرة و إنتاج الكولاجين و كذلك الحفاظ على رطوبة البشرة
- تخفيف حدة الأعراض المرافقة لبعض الأمراض الجلدية مثل الأكزيما – الصدفية
- مكافحة علامات تقدم سن البشرة كالتجاعيد و المسام الواسعة
- مكافحة ضعف الشعر و الأظافر و تخفيف تساقط الشعر
تقوية العظام حيث تعزز نمو نسيج عظمي جديد قوي بعد التعرض للكسور و خفض الإصابة بمرض هشاشة العظام.