Pirosilicato

Un pirosilicato es un tipo de compuesto químico; ya sea un compuesto iónico que contiene el anión pirosilicato Si
2O6−
7, o un compuesto orgánico con el grupo hexavalente ≡ O
3Si-O- SiO
3 ≡. El anión también se llama disilicato^[1] o diortosilicato.

Pirosilicato
Nombre IUPAC
Pirosilicato
General
Otros nombres	disilicato, diortosilicato
Fórmula molecular	Si2O7 -6
Identificadores
ChEBI	29380
ChemSpider	5257009
PubChem	6857674
InChI InChI=InChI=1S/O7Si2/c1-8(2,3)7-9(4,5)6/q-6 Key: KUDCBYUNCUYIDU-UHFFFAOYSA-N
Propiedades físicas
Masa molar	167,92154687946 g/mol
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Los pirosilicatos iónicos pueden considerarse sales del inestable ácido pirosilícico, H
6Si
2O
7. A diferencia del ácido, las sales pueden ser estables. De hecho, los pirosilicatos se encuentran ampliamente en la naturaleza como una clase de minerales de silicato, específicamente los sorosilicatos.

Algunos pirosilicatos sintéticos incluyen

• pirosilicato de sodio Na
  6Si
  2O
  7, un posible componente del vidrio soluble.
• pirosilicato de sodio y hierro (II) Na
  2Fe
  2Si
  2O
  7, un potencial material catódico para baterías.^[2]
• pirosilicato de sodio y manganeso (II) Na
  2Mn
  2Si
  2O
  7, otro material catódico potencial.^[3][4]

Estructura

El anión pirosilicato se puede describir como dos SiO
4 tetraedros que comparten un vértice (un átomo de oxígeno). Los vértices que no están compartidos llevan una carga negativa cada uno.

La estructura del pirosilicato de sodio sólido fue descrita por Volker Kahlenberg y otros en 2010.^[5]

Yuri Smolin y Yuri Shepelev determinaron en 1970 las estructuras cristalinas de pirosilicatos de tierras raras con fórmula genérica Ln
2Si
2O
7, donde "Ln" representa lantano, cerio, neodimio, samario, europio, gadolinio, disprosio, holmio, itrio, erbio, tulio o iterbio. Se descubrió que pertenecían a cuatro clases cristalográficas distintas, determinadas por el tamaño del catión.^[6] Otros investigadores también estudiaron el pirosilicato de itrio Y
2Si
2O
7,^[7][8] pirosilicato de gadolinio Gd
2Si
2O
7,^[8] y pirosilicato de escandio Sc
2Si
2O
7.^[7]

Preparación

Pirosilicatos de tierras raras Ln
2Si
2O
7 se puede obtener fusionando el óxido correspondiente Ln
2O
3 con sílice en una proporción molar de 1:2,^[6] Los cristales individuales se pueden cultivar mediante el proceso Verneuil^[6] o el método Czochralski.^[7]

Referencias

1. «disilicate | O7Si2 | ChemSpider». www.chemspider.com. Consultado el 14 de mayo de 2024.
2. Panigrahi, Abhishek; Nishimura, Shin-ichi; Shimada, Tatau; Watanabe, Eriko; Zhao, Wenwen; Oyama, Gosuke; Yamada, Atsuo (23 de mayo de 2017). «Sodium Iron(II) Pyrosilicate Na2Fe2Si2O7: A Potential Cathode Material in the Na2O-FeO-SiO2 System». Chemistry of Materials (en inglés) 29 (10): 4361-4366. ISSN 0897-4756. doi:10.1021/acs.chemmater.7b00764.
3. Renman, Viktor; Valvo, Mario; Tai, Cheuk-Wai; Gómez, Cesar Pay; Edström, Kristina; Liivat, Anti (2018). «Manganese Pyrosilicates as Novel Positive Electrode Materials for Na-Ion Batteries». Sustainable Energy & Fuels 2: 941-945. Consultado el 14 de mayo de 2024.
4. Viktor Renman (2017): "Structural and Electrochemical Relations in Electrode Materials for Rechargeable Batteries", Doctoral Thesis, Uppsala University, Department of Chemistry. ORCID: 0000-0001-8739-4054
5. Kahlenberg, Volker; Langreiter, Thomas; Arroyabe, Erik (2010-09). «Na6Si2O7 – The Missing Structural Link among Alkali Pyrosilicates». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (en inglés) 636 (11): 1974-1979. ISSN 0044-2313. doi:10.1002/zaac.201000120.
6. Smolin, Y. I.; Shepelev, Y. F. (15 de mayo de 1970). «The crystal structures of the rare earth pyrosilicates». Acta Crystallographica Section B: Structural Crystallography and Crystal Chemistry (en inglés) 26 (5): 484-492. ISSN 0567-7408. doi:10.1107/S0567740870002698.
7. Anan'eva, G.V.; Karapetyan, V.E.; Korovkin, A.M.; Merkulyaeva, T.I.; Peschanskaya, I.A.; Savinova, I.P.; and Feofilov, P.P. (1982): "Strukturnye kharakteristiki i fizicheskie svojstva kristallov diorto(piro)silikatov lantanoidov, ittriya i skandiya, vyrashchennykh metodom Chokhral'skogo" ("Structural characteristics and physical properties of diortho(pyro)silicate crystals of lanthanides yttrium and scandium grown by the Czochralski technique"). Izv. Akad. Nauk SSSR, Neorg. Mater (translated in Inorganic Materials, USA) volume 18, issue 3, pages 442-445. ISSN 0002-337X.
8. Dias, H.W.; Glasser, F.P.; Gunwardane, R.P.; and Howie, R.A. (1990): "The crystal structure of δ-yttrium pyrosilicate, δ-Y
   2Si
   2O
   7". Zeitschrift für Kristallographie, volume 191, issues 1/2, pages 117-123; ISSN 0044-2968

• Datos: Q27110035