Некоторые катионы
присутствуют почти исключительно в одной определенной координации. В случае
других элементов, например, алюминия, может осуществляться четверная или
шестерная координация. Во многих случаях тип координации зависит от температуры
и давления, при которых происходит кристаллизация минералов с данным катионом.
Обычно при высоких температурах и низких давлениях предпочтительным является
меньшее координационное число, а при низких температурах и высоких давлениях –
большее координационное число. Хорошим примером служит алюминий, который в
высокотемпературных минералах стремится к четверной координации и при этом
может замещать кремний, а в минералах, образовавшихся при низких температурах,
чаще имеет шестерную координацию.
В устойчивых ионных
кристаллических структурах суммарная сила электростатических связей,
связывающих один анион с ближайшими катионами, равна заряду этого аниона. Это
правило требует, чтобы заряд аниона в ионной структуре нейтрализовался зарядами
катионов ближайшего окружения этого аниона. Наиболее простым примером может
служить галит NaCl, в котором каждый Cl– окружен шестью Na+, а каждый Na+ – шестью Cl–. В такой структуре
электронейтральность достигается передачей одной шестой отрицательного заряда
каждого аниона каждому из окружающих его катионов, а любой катион отдает одну
шестую часть своего заряда каждому из окружающих его анионов. Это
изодесмические структуры – структуры, в которых все связи имеют одинаковую
силу.
Наличие в ионной структуре
общих ребер или общихграней координационных
полиэдров, понижает стабильность такой структуры, поэтому в устойчивых
кристаллических структурах координационные полиэдры стремятся иметь минимальное
число общих ребер с соседними полиэдрами.
В природных условиях
встречаются лишь наиболее стабильные соединения, а менее устойчивые либо вообще
не образуются, либо быстро разрушаются с образованием более стабильных в данных
условиях вторичных минералов.