규산염(SiO4)란 무엇인가?

규산염은 규소 원자 1개와 산소 원자 1개가 공유결합은 한 분자 중 1개이다. SiO4가 기본 단위이며, 광물 종류에 따라 SiO2 형태로 존재하는 경우도 많다.

 

 

 

1. 주로 들어있는 곳은?

대부분 지구 암석에 분포하는 물질이다. 지구의 지각에는 규소와 산소가 다량 존재하는데, 지각에는 산소가 제일 많고 다음이 규소이기 때문에 규산염에 산소가 더 많이 있는 것이라 생각하고 있다.

규소 원자는 원자가 전자가 4개인 물질로 다양한 원소와 결합이 가능하다. 그중 지구에서 많은 원소 중 1개인 산소와 결합하는 경우가 많은데, 산소 원자가 전자 1개를 공유하여 SiO4라는 형태가 만들어지는 것이다.

 

 

2. 규산염 형성 과정 및 음이온 이유

 

 

위 그림과 같이 결합되며, 위 그림이 가장 기본적인 형태이다. 규소 원자는 양이온(+4) 산소 원자는 음이온(-2)으로 되기 쉽기에 서로 이끌려 결합한 것이고, 규산염이 음이온인 이유는 오른쪽 그림처럼 산소에 전자가 각각 1개씩 부족하기 때문에 전자를 불러와 -4 음이온 형태로 존재하는 것이다.

 

 

이러한 특징으로 규산염의 산소들은 각각 음전하를 띄고 있기 때문에 척력에 의해 서로를 밀고 최종 형태가 사면체로 존재하게 된다.

 

 

3. 규산염의 종류는?

 

규산염은 위 그림과 같이 다른 규산염과 상하좌우 모두 결합이 가능하다. 이러한 특성으로 여러 가지 형태의 구조가 존재할 수 있다.

 

 

 

독립형 구조

 

 

위 삼각형 1개를 규산염이라고 할 때 홀로 존재하는 것을 독립형 구조라고 한다. 이는 풍화에 매우 약하며, 양이온인 철이나 마그네슘이 주로 결합한다. 감람석이 독립형 구조의 예시다.

 

 

 

단사슬 구조

 

 

 

단사슬 구조는 규산염 사면체가 양쪽의 산소를 공유하여 하나의 사슬 모양으로 만들어지는 형태다. 풍화에 약한 편이며 대표적으로 휘석이 있다.

 

 

 

복사슬 구조

 

 

복사슬 구조는 단사슬 2개가 서로 엇갈려 이중 사슬 모양으로 결합한 형태이다. 종류에는 각섬석이 있다.

 

 

 

판상 구조

 

판상 구조는 규산염 사면체의 산소 3개를 다른 규산염 사면체와 공유하여 판 모양으로 결합하는 형태이다. 풍화에는 강한 편이고 대표적인 돌로 흑운모가 있다.

 

 

 

망상 구조

망상 구조는 규산염 사면체의 산소 4개를 다른 규산염 사면체와 공유하여 3차원으로 결합하는 형태이다. 풍화에는 매우 강하며, 징석과 석영이 있다.