| Анатас | |
|---|---|
 | |
| Общий | |
| Категория | Оксидные минералы |
| Формула (повторяющаяся единица) | TiO 2 |
| Классификация Струнца | 4.DD.05 |
| Кристаллическая система | Тетрагональный |
| Кристалл класс | Дитетрагональный дипирамидальный (4 / ммм) символ HM : (4 / м 2 / м 2 / м) |
| Космическая группа | I 4 1 / драм |
| Ячейка | а = 3,7845, с = 9,5143 [Å]; Z = 4 |
| Идентификация | |
| Формула массы | 79,88 г / моль |
| Цвет | Черный, от красноватого до желтовато-коричневого, темно-синий, серый |
| Хрустальная привычка | Пирамидальная (кристаллы имеют форму пирамид), табличная (размеры формы тонкие в одном направлении). |
| Twinning | Редко на {112} |
| Расщепление | Идеально на [001] и [011] |
| Перелом | Субконхоидальный |
| Упорство | Хрупкий |
| Твердость по шкале Мооса | 5.5–6 |
| Блеск | От адамантина до блестящего металлического |
| Полоса | бледно-желтовато-белый |
| Прозрачность | От прозрачного до почти непрозрачного |
| Удельный вес | 3,79–3,97 |
| Оптические свойства | Одноосный (-), аномально двухосный в кристаллах с глубоким цветом |
| Показатель преломления | n ω = 2,561, n ε = 2,488 |
| Двулучепреломление | δ = 0,073 |
| Плеохроизм | Слабый |
| Рекомендации | [1] [2] [3] |
Анатаз - это метастабильная минеральная форма диоксида титана (TiO 2 ). В природных формах минерал чаще всего встречается в виде твердого вещества черного цвета, хотя чистый материал бесцветен или белого цвета. Известны две другие природные минеральные формы TiO 2 , брукит и рутил .
Анатаз всегда находится в виде небольших изолированных и резко развитых кристаллов , и, как термодинамически стабильный рутил (более часто встречающийся полиморф диоксида титана), он кристаллизуется в тетрагональной системе . Анатаз является метастабильным при всех температурах и давлениях, причем рутил является равновесным полиморфом. Тем не менее, анатаз часто является первой фазой диоксида титана, которая образуется во многих процессах из-за его более низкой поверхностной энергии , при этом превращение в рутил происходит при повышенных температурах. [4]Хотя степень симметрии одинакова для фаз анатаза и рутила, нет никакой связи между межфазными углами двух минералов, за исключением призматической зоны 45 ° и 90 °. Общая пирамида из анатаза, параллельная граням которой есть совершенные сколы, имеет угол над полярным краем 82 ° 9 ', соответствующий угол рутила составляет 56 ° 52½'. Из-за этой более крутой пирамиды в 1801 году Рене Жюст Гаюи назвал минерал анатазом - от греческого anatasis («протяженность»), вертикальная ось кристаллов была длиннее, чем у рутила. Между физическими характеристиками анатаза и рутила существуют дополнительные важные различия: первый менее твердый (5,5–6 против 6–6,5 по шкале Мооса ) и плотный (удельный вес около 3,9 против 4,2); анатаз оптически отрицательный, тогда как рутил положительный; и его блеск даже сильнее адамантинового или металло-адамантинового, чем у рутила. [5]
Хрустальная привычка [ править ]
Два рост привычки кристаллов анатазных может различаться. Чаще встречается в виде простых острых двойных пирамид цвета от индиго-синего до черного со стальным блеском. Кристаллы этого рода в изобилии в Ле-Бур-д'Уазан в Дофине , где они связаны с рок-кристалл, полевой шпат и Аксинит в трещинах в граните и слюды - рассланцевания . Подобные кристаллы, но микроскопических размеров, широко распространены в осадочных породах , таких как песчаники , глины и сланцы., от которого они могут быть отделены путем вымывания более легких компонентов порошкообразной породы. [5] Плоскость (101) анатаза является наиболее термодинамически стабильной поверхностью и, таким образом, является наиболее открытой гранью природного и синтетического анатаза. [6]
Кристаллы второго типа имеют многочисленные развитые пирамидальные грани, обычно более плоские или иногда призматические; цвет от медово-желтого до коричневого. Такие кристаллы по внешнему виду очень напоминают ксенотим, и долгое время считалось, что они принадлежат к этому виду, поскольку к ним применялось специальное название мудрый . Они происходят прикрепляется к стенкам трещин в гнейсах в Альпах , в Binnenthal около Брига в кантоне Вале , Швейцария , будучи хорошо известно местностью. Также известны природные псевдоморфозы рутила по анатазу. [5]
Хотя анатаз не является равновесной фазой TiO 2 , он стабилен при температуре около комнатной. При температуре от 550 до примерно 1000 ° C анатаз превращается в рутил. Температура этого превращения сильно зависит от примесей или легирующих добавок, а также от морфологии образца. [7]
Синтетический анатаз [ править ]
Из-за его потенциального применения в качестве полупроводника анатаз часто получают синтетическим путем. Кристаллический анатаз можно получить в лабораториях химическими методами, такими как золь-гель метод. Примеры включают контролируемый гидролиз тетрахлорида титана (TiCl 4 ) или этоксида титана . Часто легирующие добавки включают в такие процессы синтеза, чтобы контролировать морфологию, электронную структуру и химию поверхности анатаза. [8]
Альтернативные и устаревшие имена [ править ]
Другое название, обычно используемое для этого минерала, - октаэдрит , название, которое действительно предшествует анатазу и дано из-за общей (острой) октаэдрической формы кристаллов. Другие названия, ныне устаревшие, - это ойзанит и дофинит из хорошо известной французской местности. [5]
См. Также [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы по теме Anatase . |
- Список минераловКристаллы черного анатаза на дымчатом кварце
- Адуляр
- Delustrant
Ссылки [ править ]
- ^ "Анатас" (PDF) . Справочник по минералогии - на сайте geo.arizona.edu.
- ^ "Анатас" . Mindat.org .
- ^ "Анатас" . Webmineral.com . Проверено 6 июня 2009 .
- ^ Преобразование анатаза в рутил (ART), как обобщено в J. Mat. Sci.
- ^ a b c d
Одно или несколько предыдущих предложений включают текст из публикации, которая сейчас находится в общественном достоянии : Спенсер, Леонард Джеймс (1911). « Анатасе ». В Чисхолме, Хью (ред.). Британская энциклопедия . 1 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. С. 919–920. - ^ Ассади, MHN; Ханаор, ДАХ (2016). «Влияние легирования медью на фотокаталитическую активность на плоскостях (101) анатаза TiO 2: теоретическое исследование» . Прикладная наука о поверхности . 387 : 682–689. arXiv : 1811.09157 . DOI : 10.1016 / j.apsusc.2016.06.178 . S2CID 99834042 .
- ^ Ханаор, Дориан AH; Соррелл, Чарльз С. (2011). «Обзор превращения анатаза в рутиловую фазу» (PDF) . Журнал материаловедения . 46 (4): 855–874. DOI : 10.1007 / s10853-010-5113-0 . S2CID 97190202 .
- ^ Jeantelot, Габриэль; Ульд-Чих, Сами; Софак-Крейцер, Жюльен; Абу-Хамад, Эди; Anjum, Dalaver H .; Лопатин, Сергей; Харб, Муссаб; Кавалло, Луиджи; Бассет, Жан-Мари (2018). «Контроль морфологии анатаза TiO2 для четко определенной химии поверхности» (PDF) . Физическая химия Химическая физика . 20 (21): 14362–14373. DOI : 10.1039 / C8CP01983E . PMID 29767182 .
Одно или несколько предыдущих предложений включают текст из публикации, которая сейчас находится в общественном достоянии : Спенсер, Леонард Джеймс (1911). « Анатасе ». В Чисхолме, Хью (ред.). Британская энциклопедия . 1 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. С. 919–920.