Bararit - Bararite

İle karıştırılmaması gereken barit.
Bararit
Genel
KategoriHalide minerali
Formül
(tekrar eden birim)		(NH4)2SiF6
Strunz sınıflandırması3.CH.10
Kristal sistemiÜçgen
Kristal sınıfıAltıgen skalenohedral (3m)
H-M sembolü: (3 2 / m)
Uzay grubuP3m1
Birim hücrea = 5.77 Å, c = 4.78 Å; Z = 1
Kimlik
RenkBeyazdan renksiz
Kristal alışkanlığıTablo şeklinde, bazen uzatılmış {0001},
ayrıca düzensiz şekilli veya memeliler esas olarak oluşan yüzeyler kriptohalit
Eşleştirmeİnterpenetrasyon ikizleri (çark / dart), eksen {0001} 'e paralel
Bölünme[0001] mükemmel
Mohs ölçeği sertlik2.5
ParlaklıkCamsı
DiyafaniteŞeffaf
Spesifik yer çekimi2.152 (sentetik)
Optik özelliklerTek eksenli (-)
Kırılma indisinω = 1.406 ± 0.001,
nε = 1.391 ± 0.003
Çift kırılma0.015 ± 0.003
ÇözünürlükSuda çözünür
Diğer özelliklertuzlu tat
Referanslar[1][2][3][4][5][6][7]

Bararit doğal bir biçimdir amonyum florosilikat (heksaflorosilikat veya fluosilikat olarak da bilinir). Kimyasal formülü vardır (NH4)2SiF6 ve üç köşeli kristal yapı. Bu mineral bir zamanlar kriptohalit. Bararite adını ilk tanımlandığı yerden almıştır, Barari, Hindistan.[2] Bulunur fumaroles nın-nin volkanlar (Vesuvius, İtalya ), bitmiş kömür damarlarını yakmak (Barari, Hindistan) ve yanan yığınlar halinde antrasit (Pensilvanya, BİZE. ). Bu bir süblimasyon kriptohalit ile oluşan ürün, sal amonyak, ve yerli kükürt.[3]

Tarih

A. Scacchi kriptohaliti ilk kez 1873'te keşfetti.[2] Bir volkanik süblimasyonda göründü. Vezüv püskürmesi 1850. 1926'da W.A.K. Christie kendi kimyasal çalışmasını bildirdi. Analiz için yeterli materyali seçmek için bir mikroskop kullanıldı. İle damıtmak sodyum hidroksit (NaOH) üretti amonyak (NH3). Anyonları heksaflorosilik asit (H2SiF6) olarak çökeldi potasyum florosilikat (K2SiF6). Baryum sülfat (BaSO4) süzüntüye atıldı ve sonra kalsiyum florür (CaF2). Christie% 20.43 (NH4)+ ve% 78,87 (SiF6)2−.[4]

Bararite adını Barari, bir mahal içinde Hindistan. Türlerin ilk kez tamamen tanımlandığı yer burasıydı. Daha önce, bararit ile karışımların bir parçası olarak kabul edildi. kriptohalit.[2] Ancak 1951'e kadar kendi adını almadı.[2][8] Doğu Hindistan Kömür Şirketi Christie'nin barariti değerlendirmek için kullandığı örneği sağladı.[4]

Bararite, doğal haliyle kantitatif bir kimyasal analiz almamıştır.[3] Christie daha fazlası için çok az aldı nitel mikrokimya yoluyla analiz. F. Emich'in yöntemlerini kullanarak kılcal boru santrifüjler.[4]

Yapısı

Bararit betadır, üç köşeli (skalenohedral) formu amonyum heksaflorosilikat. Simetrisi 32 / m.[3] uzay grubu P3m1. abirim hücredeki eksenler 5,784 ± 0,005 Å (angstroms ), ve ceksen 4,796 ± 0,006 Å'dur. Birim kafes ilkeldir.[5][9] (Not: Uzay grubu için veriler sentetik kristallerden gelir.) Cryptohalite, kübik (izometrik) kristal yapı ve alfa formuna karşılık gelir. Her iki mineral de kimyasal formüle sahiptir (NH4)2SiF6. Halojenürler form BirmBX6 iki gruba ayrılır: hiyeratit ve Malladrite. Hiyeratit grubu izometrik, malladrit ise altıgendir.[2]

(SiF6)2− dır-dir sekiz yüzlü -bir flor her birinde atom tepe.[10] Bararitte, (NH4)+’Ler trigonally koordineli. Hepsi C sitelerinde görünür3v (3m) simetri. (NH4)+ dört üçgen oluşturan 12 florin komşusu vardır. Bu üçgenlerden üçü ikizkenar. Bu üçgenlerin kendileri bir üçgen oluştururlar. 3 kat eksen nitrojen atomunu içeren. Bir üçgen eşkenar. Onun simetri ekseni nitrojen atomundan geçen aynı eksendir.[11] (Yapısal diyagramlar için birim hücre bağlantısına bakın[5] ve indirilebilir makaleler[11][12] "Referanslar" da)

Kriptohalitin silikon atomları, α- (NH4)2SiF6 (alfa), sahip kübik kapalı (st) paketleme (ÇKP). Üçüncü bir form (gama, γ) (NH4)2SiF6 kullanır altıgen kapalı (st) salmastra (HCP). Bararit, β- (NH4)2SiF6, kullanır altıgen ilkel (HP) paketleme. Bozuk oktahedral boşluklara sahip katmanlar, anyonlar. (NH4)+ iyonlar biraz altında ve üstünde görünür (SiF6)2−. Her üç fazda, 12 flor atomu (NH4)+. Mesafeler yaklaşık 3.0 ila 3.2 Å arasındadır.[12] (NH4)+ serbest dönüşü yoktur. Sadece kütüphaneler (salınım) - en azından titreşimsel olarak uyarıldığında.[11]

Olarak tuz bararit bir iyonik bileşik. İyonlar elbette var iyonik bağ. Atomları Poliatomik iyonlar bir arada tutulur kovalent olarak. (NH4)+ dört trifurcated (üç dallı) tarafından sürdürülür hidrojen bağları. Bu bağlar, 12 florin komşusunu içeren üçgenlere işaret ediyor. Üç H bağı eşdeğerdir. Eşkenar üçgeni işaret eden dördüncü bağ daha kısa mesafeye sahiptir.[11]

Flor atomları arasındaki moleküller arası mesafeler bararitte (3.19 ve 3.37 Å) kriptohalitten daha küçüktür. Cryptohalite'de her anyon 12 diğeriyle koordine edilir. Bararite (2 + 6) kat koordinasyonuna sahiptir. Katmanlar arasındaki iki Si-Si mesafesi (4.796 ± 0.006 Å), bir katman içindeki altıya (5.784 ± 0.005 Å) eşit değildir. Bararit, cekseninden daha aeksen.[12]

Bararitin bilinmeyen çözüm veya çözülme, ancak her zaman diğer maddelerle karıştırılır (kriptohalit, sal amonyak, ve kükürt ).[3] Termal hareket nedeniyle, amonyum tuzlarının atomik davranışını değerlendirmek çok zor olabilir.[10] Bununla birlikte, anyonlar sıralıdır ve ısıdan olağandışı hareketleri yoktur.[5]

Üçüncü bir (NH4)2SiF6 2001 yılında keşfedildi ve 6 mm simetri ile tanımlandı (altıgen ).[12] Her üç düzenlemede de (SiF6)2− oktahedra katmanlar halinde gelir. Kübik formda (kriptohalit), bu katmanlar birbirine diktir. [111].[12] Trigonal (bararit) ve altıgen (gama, γ) formlarda, katmanlar c eksenine diktir.[12] (Not: Üçgen kristaller altıgen grubun parçasıdır. Ancak tüm altıgen kristaller üç köşeli değildir.[13])

Bararit olduğu iddia edilmesine rağmen yarı kararlı -de oda sıcaklığı,[10] öyle görünmüyor polimorf bir başkasına dönüştü.[12] Yine de, bararit onu öğütecek kadar kırılgandır. spektroskopi biraz kriptohalit üretecek.[11] Öyle bile olsa, amonyum florosilikat 0,2 ila 0,3 giga-paskal (GPa) basınçlarda trigonal bir form alır. Tepki geri döndürülemez. Bu aşama bararit değilse, en azından çok yakından ilişkilidir.[12]

Hidrojen bağı (NH4)2SiF6 bu tuzun normal tuzların yapamayacağı şekilde faz değiştirmesine izin verir. Katyonlar ve anyonlar arasındaki etkileşimler, amonyum tuzlarının fazı nasıl değiştirdiği konusunda özellikle önemlidir.[12]

Fiziki ozellikleri

Bararit formları tablo kristalleri. Düzleştirilirler, bazen uzarlar. {0001} (dik c).[2] Christie, çarklara ve oklara benzeyen küçük, şeffaf bararit kristalleri bildirdi. Her birinin 90 ° 'de dört dikeni vardı. Kristaller 1 mm uzunluğa, dikenler 0,2 mm genişliğe ulaştı. Onlar iç içe geçmiş ikizler, ikiz eksen dik ceksen.[4] Görsel olarak, kriptohalit kristalleri ayırt etmek neredeyse imkansızdır sal amonyak (NH4Cl).[14] Kriptohalit içerisindeki bararit inklüzyonları yalnızca düzlemsel polarize ışıkla görülebilir.[15]

Bararite mükemmel bölünme {0001} uçağında. sertlik muhtemelen2 1⁄2.[2] Anyonlar (daha önce gösterildiği gibi), katmanlar arasında olduğundan çok daha güçlü bir şekilde bağlanır. Ayrıca, iyonik bağlar en güçlü bağlar değildir ve Halojenürler normalde cam plakaları çizemez.[13]

Bararit bir ölçüye sahiptir yoğunluk 2.152 g / mL (sentetik) - ancak 2.144 g / mL hesaplanan yoğunluk. Tuzlu tadı ve çözülür Suda. Onun parlaklık cam gibi (cam gibi). Bararit beyazdan renksizdir.[2] Bu özellikler benzerdir halit (NaCl)[13]- hangi halojenür grubu onun adı.

Cryptohalite ise izotropik optik sınıf, bararit tek eksenli negatiftir.[16][2] 1.391 ± 0.003'te kırılma indisi c içinden daha küçük a (1.406 ± 0.001).[4] c-bararitte eksen daha kısadır a-axes (bkz. "Yapı"). Dahası, yalnızca bu yol ışığın aynı yöndeki aynı iyondan başka hiçbir şeye çarpmasına izin vermez (tüm katmanlar aynı yapıya ve yönelimdedir.[12]).

Bararit, kriptohalitten yaklaşık% 6 daha fazla yoğunluğa sahiptir.[12] Daha önce tartışıldığı gibi, yapısı daha doludur. Bu madde, sulu çözelti,[2] ancak sadece 5 ° C'nin (41 ° F) altında saf bararit oluşacaktır.[2][17] 13 ° C'nin (55 ° F) üzerinde neredeyse saf kriptohalit ortaya çıkar.[2][4] Bararit yüceltmek kalıntı bırakmadan.[2]

Jeolojik oluşum

Doğada, bararit kriptohalit ile birlikte görünür, sal amonyak ve yerli kükürt.[4][14] Üzerinde bulunur yanan kömür damarı Barari'de, Hindistan,[4] ve süblimasyon ürünü olarak Vesuvius, İtalya, şurada fumaroles (içinde veya yakınında açılır yanardağ nerede sıcak kükürtlü gazlar çıkar).[3][18] Ayrıca şurada bulunur: Amerika Birleşik Devletleri, içinde Pensilvanya. Görünüyor yanan yığınlar nın-nin antrasit (en yüksek dereceli kömür) - yine bir süblimasyon ürünü olarak.[14]

Christie yarı saydam buldu ağaçlıklı (ağaçsı) kristaller, camsı parlaklık. Beyaz, opak topaklar buldu. (NH4)2SiF6 ile SiO2. Düzensiz şekilliydi ama genellikle bir memeliler yüzey (birkaç dışbükey yüzey düzgün bir şekilde yuvarlatılmış). Bunlar öncelikle tutulur kriptohalit ama aynı zamanda biraz bararit.[4] Pennsylvania'da bararit normalde kriptohalit kristallerinde küçük kapanımlar olarak gelir.[14][15] İlk olarak, bararitin doğrudan süblimasyon yoluyla oluştuğu görülmektedir. Daha sonra hızla kriptohalite dönüşür.[15]

Barari'de, yanan kömür gazları geçmek set (magmatik saldırı) mika ve peridotit. kükürt dioksit saldırmalı apatit hendek içinde hidroflorik asit bolluğa saldıran silikatlar. Silikon florür oluşturulmuş. Amonyak ayrıca geliyor yanan kömür. Buradan, amonyum florosilikat oluşabilir. Biraz fazla amonyak beyaz yığınlara yol açabilir silika ve kriptohalit. Saf halleriyle bararit ve kriptohalit, çoğunlukla bu nodüllerden büyür. Yağmurdan yeniden kristalleşme muhtemelen sorumludur.[4]

Florosilikat mineraller termodinamik olarak kararsız Toprakta.[19] Yine de yoğun ısı, (NH4)2SiF6 Rehim'in yaptığı bazı deneylerde görüldüğü gibi bir dereceye kadar. Ama bu bileşik niyet ayrılmak 320 ila 335 ° C'de.[20] Her ikisi de yanan kömür[4][14] ve volkanlar önemli kaynaklardır YANİ2 ve SiF4.[21]

Kimyasal özellikler ve kullanımlar

Florosilik asit ve tuzları zehirlidir.[22] Amonyum florosilikat ancak doğada çok nadirdir[14] ve görünüşe göre çok daha kolay sentezlemek.[2]

Referanslar

  1. ^ Mineralienatlas
  2. ^ a b c d e f g h ben j k l m n Ö Palache, C., Berman, H. ve Frondel, C. (1951) Dana'nın Mineraloji Sistemi, Cilt II: Halojenürler, Nitratlar, Boratlar, Karbonatlar, Sülfatlar, Fosfatlar, Arsenatlar, Tungstatlar, Molybdatlar, vb. John Wiley ve Sons , Inc., New York, 7. baskı.
  3. ^ a b c d e f Anthony, J.W., Bideaux, R.A., Bladh, K.W. ve Nichols, M.C. (1997) Handbook of Mineralogy, Cilt III: Halojenürler, Hidroksitler, Oksitler. Mineral Veri Yayınları, Tucson.
  4. ^ a b c d e f g h ben j k l Christie, W.A.K. (1926) Bir Cryptohalite Oluşumu (Amonyum Fluosilikat). Hindistan Jeolojik Araştırma Kayıtları, 59, 233.
  5. ^ a b c d Schlemper, E.O. ve Hamilton, W.C. (1966) Trigonal Amonyum Florosilikatın Yapısı Hakkında. Journal of Chemical Physics, 45, 408–409.
  6. ^ Mindat.org'da Bararite
  7. ^ Webmineral üzerindeki bararit verileri
  8. ^ Fleischer, M. (1952) "Yeni Mineral İsimleri". American Mineralogist, 37, 359-362.
  9. ^ Anthony vd. (1997) ve Palache ve ark. (1951) kristal eksenler için güncel olmayan bilgileri kullanır. Bu el kitaplarındaki bilgiler nihayetinde, Zeitschrift für Kristallographie'de Gossner ve Krauss tarafından 1934'te yazılan iki makaleyle bağlantılıdır. Değiştirme kaynağı, Schlemper ve Hamilton (1966), sadece bu makale tarafından değil, aynı zamanda Boldyreva ve ark. (2007).
  10. ^ a b c Schlemper, Elmer O. (1966). "Kübik Amonyum Fluosilikatın Yapısı: Nötron Kırınımı ve Nötron-Esnek Olmayan Saçılma Çalışmaları". Kimyasal Fizik Dergisi. 44 (6): 2499–2505. Bibcode:1966JChPh..44.2499S. doi:10.1063/1.1727071.
  11. ^ a b c d e Oxton, I.A., Knop, O. ve Falk, M. (1975) "Kristallerde Amonyum İyonunun Kızılötesi Tayfı". II. Hidrojen Bağı Dikkate Alınarak Trigonal Ortamlarda Amonyum İyonu. Canadian Journal of Chemistry, 53, 3394–3400.
  12. ^ a b c d e f g h ben j k Boldyreva, E.V .; Shakhtshneider, T.P; Sowa, H. & Ahsbas, H. (2007). "6 GPa'ya kadar hidrostatik basıncın amonyum ve sodyum heksaflorosilikatların kristal yapıları üzerindeki etkisi, (NH4)2SiF6 ve Na2SiF6; içinde bir faz geçişi (NH4)2SiF6 0,2–0,3 GPa'da ". Zeitschrift für Kristallographie. 222: 23–29. Bibcode:2007ZK .... 222 ... 23B. doi:10.1524 / zkri.2007.222.1.23.
  13. ^ a b c Klein, C. ve Dutrow, B. (2008) Maden Bilimi El Kitabının 23. Baskısı. John Wiley & Sons, Hoboken, NJ.
  14. ^ a b c d e f Barnes, J. ve Lapham, D. (1971) Pennsylvania'da Bulunan Nadir Mineraller. Pennsylvania Jeolojisi, 2, 5, 6-8.
  15. ^ a b c Lapham, D.M., Barnes, J.H., Downey, W.F., Jr. ve Finkelman, R.B. (1980) Bararite. Doğu Pennsylvania'daki antrasit yataklarının yakılmasıyla ilişkili mineraloji. Pennsylvania Jeolojik Araştırması: Mineral Kaynak Raporu, 78, 45–47.
  16. ^ Tek eksenli bir kristali neyin yaptığını öğrenmek için, Tek Eksenli Minerallere Giriş.
  17. ^ Gossner, B. (1903) Ammoniumsiliciumfluorid. Zeitschrift für Kristallographie, 38, 147–148.
  18. ^ Scacchi, A. (1874) "Appendice alle Contribuzioni mineralogiche sull’ incendio vesuviano del 1872 ". Rendiconto dell’Accademia delle scienze fisiche e matematiche (sezione della Società reale di Napoli), 8, 179–180.
  19. ^ Elrashidi, M.A. ve Lindsay, W.L. (1986) Topraktaki Florun Kimyasal Dengesi: Teorik Bir Gelişim. Soil Science: An Interdisciplinary Approach to Soil Research, 141, 274–280.
  20. ^ Rehim, A.M. Abdel (1992). "Kriptohalit sentezinin termal çalışması". Termal Analiz Dergisi. 38 (3): 475–486. doi:10.1007 / BF01915512.
  21. ^ Mori, T., Sato, M., Shimoike, Y. ve Notsu, K. (2002) "Yüksek SiF4 Satsuma-Iwojima yanardağının dumanında uzaktan FT-IR gözlemi ile tespit edilen oran ". Dünya Gezegenleri Uzay, 54, 249–256.
  22. ^ Wiberg, E., Wiberg, N. ve Holleman, A.F. (2001) İnorganik kimya. Academic Press, San Diego.

Dış bağlantılar