Anatase - Anatase
| Anatase | |
|---|---|
 | |
| Všeobecné | |
| Kategorie | Oxidové minerály |
| Vzorec (opakující se jednotka) | TiO2 |
| Strunzova klasifikace | 4.DD.05 |
| Krystalový systém | Tetragonální |
| Křišťálová třída | Ditetragonal dipyramidový (4 / mmm) Symbol HM: (4 / m 2 / m 2 / m) |
| Vesmírná skupina | Já41/ pozm |
| Jednotková buňka | a = 3,7845, c = 9,5143 [Á]; Z = 4 |
| Identifikace | |
| Hmotnost vzorce | 79,88 g / mol |
| Barva | Černá, načervenalá až žlutavě hnědá, tmavě modrá, šedá |
| Krystalický zvyk | Pyramidální (krystaly mají tvar pyramid), tabulkový (rozměry formy jsou tenké v jednom směru). |
| Twinning | Vzácné {112} |
| Výstřih | Perfektní na [001] a [011] |
| Zlomenina | Subconchoidal |
| Houževnatost | Křehký |
| Mohsova stupnice tvrdost | 5.5–6 |
| Lesk | Adamantský až nádherný, kovový |
| Pruh | světle nažloutlá bílá |
| Diaphaneity | Průhledné až téměř neprůhledné |
| Specifická gravitace | 3.79–3.97 |
| Optické vlastnosti | Jednoosý (-), anomálně biaxiální v hluboce zbarvených krystalech |
| Index lomu | nω = 2,561, nε = 2.488 |
| Dvojlom | 5 = 0,073 |
| Pleochroismus | Slabý |
| Reference | [1][2][3] |
Anatase je metastabilní minerální druh oxid titaničitý (TiO2). S minerálem v přírodních formách se většinou setkáváme jako s černou pevnou látkou, i když čistý materiál je bezbarvý nebo bílý. Dvě další přirozeně se vyskytující minerální formy TiO2 jsou známy, brookit a rutil.
Anatase je vždy považována za malou, izolovanou a ostře vyvinutou krystaly a podobně jako termodynamicky stabilní rutil (běžněji se vyskytující polymorf oxidu titaničitého) krystalizuje v tetragonální systém. Anatáza je metastabilní za všech teplot a tlaků, přičemž rutil je rovnovážný polymorf. Anatáza je nicméně často první fází oxidu titaničitého, která se vytvoří v mnoha procesech, kvůli jejímu nižšímu obsahu povrchová energie, přičemž transformace na rutil probíhá při zvýšených teplotách.[4] Ačkoli je stupeň symetrie stejný pro anatasovou i rutilovou fázi, neexistuje žádný vztah mezi mezifázovými úhly těchto dvou minerálů, s výjimkou hranolové zóny 45 ° a 90 °. Společná pyramida anatasu, rovnoběžná s tvářemi, které mají dokonalé štěpení, má úhel přes polární okraj 82 ° 9 ', odpovídající úhel rutilu je 56 ° 52½'. Kvůli této strmější pyramidě v roce 1801 René Just Haüy pojmenoval minerál anatase - od řecký anatasis („prodloužení“), přičemž svislá osa krystalů je delší než v rutilu. Mezi fyzickými znaky anatasu a rutilu existují další důležité rozdíly: první je méně tvrdý (5,5–6 vs. 6–6,5 Mohs ) a hustý (specifická gravitace přibližně 3,9 vs. 4,2); anatase je opticky negativní vzhledem k tomu, že rutil je pozitivní; a jeho lesk je ještě silnější adamantin nebo kovový adamantin než u rutilu.[5]
Krystalický zvyk
Dva růst zvyky lze rozlišit krystaly anatasy. Častější se vyskytuje jako jednoduché akutní dvojité pyramidy s indigo-modrou až černou barvou a ocelovým leskem. Krystaly tohoto druhu jsou hojné Le Bourg-d'Oisans v Dauphiné, kde jsou spojeny s kamennými krystaly, živce, a axinit ve štěrbinách v žula a slída -břidlice. Podobné krystaly, ale mikroskopické velikosti, jsou široce distribuovány v sedimentární horniny, jako pískovcové kameny, jíly, a břidlice, od nichž je lze oddělit odplavením lehčích složek práškové horniny.[5] Rovina (101) anatasu je termodynamicky nejstabilnějším povrchem, a je tedy nejexponovanějším aspektem přírodní a syntetické anatasy.[6]
Krystaly druhého typu mají vyvinuté četné pyramidové tváře a jsou obvykle plošší nebo někdy hranolovité; barva je medově žlutá až hnědá. Takové krystaly se velmi podobají xenotime vzhledu a skutečně měl dlouho patřit tomuto druhu, zvláštnímu jménu moudřejší aplikován na ně. Vyskytují se připevněné ke stěnám štěrbin v ruly z Alpy, Binnenthal u Briga v kantonu Valais, Švýcarsko, která je známou lokalitou. Jsou také známy přirozeně se vyskytující pseudomorfy rutilu po anatase.[5]
Zatímco anatasa není rovnovážná fáze TiO2, je stabilní při pokojové teplotě. Při teplotách mezi 550 a 1 000 ° C se anatasa převádí na rutil. Teplota této transformace silně závisí na nečistotách nebo příměsích a také na morfologii vzorku.[7]
Syntetická anatasa
Díky své potenciální aplikaci jako polovodiče je anatasa často připravována synteticky. Krystalickou anatasu lze připravit v laboratořích chemickými metodami, jako je např sol-gel metoda. Mezi příklady patří řízená hydrolýza chlorid titaničitý (TiCl4) nebo ethoxid titaničitý. Do takových syntézních procesů jsou často zahrnuty příměsi, které řídí morfologii, elektronovou strukturu a povrchovou chemii anatasu.[8]
Alternativní a zastaralá jména
Další název běžně používaný pro tento minerál je nerost, což je název, který je ve skutečnosti starší než anatase a je dán kvůli běžnému (akutnímu) oktaedrickému zvyku krystalů. Jiná jména, nyní zastaralá, jsou oisanit a dauphinit ze známé francouzské lokality.[5]
Viz také
- Seznam minerálů
Krystaly černé anatasy na uzeném křemenu - Adularia
- Delustrant
Reference
- ^ "Anatase" (PDF). Příručka mineralogie - prostřednictvím geo.arizona.edu.
- ^ "Anatase". Mindat.org.
- ^ "Anatase". Webmineral.com. Citováno 2009-06-06.
- ^ transformace Anatase na rutilu (ART), jak je shrnuto v J. Mat. Sci.
- ^ A b C d
Jedna nebo více z předchozích vět obsahuje text z publikace, která je nyní v veřejná doména: Spencer, Leonard James (1911). "Anatase V Chisholmu, Hugh, ed. Encyklopedie Britannica. 1 (11. vydání). Cambridge University Press. 919–920. - ^ Assadi, MHN; Hanaor, DAH (2016). "Účinky dopingu mědi na fotokatalytickou aktivitu v (101) rovinách anatasy TiO 2: teoretická studie". Aplikovaná věda o povrchu. 387: 682–689. arXiv:1811.09157. doi:10.1016 / j.apsusc.2016.06.06.178. S2CID 99834042.
- ^ Hanaor, Dorian A. H .; Sorrell, Charles C. (2011). "Přehled transformace anatasy na rutilovou fázi" (PDF). Journal of Materials Science. 46 (4): 855–874. doi:10.1007 / s10853-010-5113-0. S2CID 97190202.
- ^ Jeantelot, Gabriel; Ould-Chikh, Samy; Sofack-Kreutzer, Julien; Abou-Hamad, Edy; Anjum, Dalaver H .; Lopatin, Sergei; Harb, Moussab; Cavallo, Luigi; Basset, Jean-Marie (2018). "Morfologická kontrola anatasu TiO2 pro dobře definovanou povrchovou chemii" (PDF). Fyzikální chemie Chemická fyzika. 20 (21): 14362–14373. doi:10.1039 / C8CP01983E. PMID 29767182.
Jedna nebo více z předchozích vět obsahuje text z publikace, která je nyní v