أناتاز

الأناتاز هو شكل معدني غير مستقر من ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO₂ ₎ ذو بنية بلورية رباعية . على الرغم من أنه عديم اللون أو أبيض عندما يكون نقيًا، إلا أن الأناتاز في الطبيعة يكون عادةً مادة صلبة سوداء اللون بسبب الشوائب. توجد ثلاثة أشكال متعددة أخرى ( أو أشكال معدنية) لثاني أكسيد التيتانيوم في الطبيعة: البروكيت ، والأكاوجيت، والروتيل ، والروتيل هو الأكثر شيوعًا واستقرارًا بينها . يتكون الأناتاز في درجات حرارة منخفضة نسبيًا ويوجد بتراكيز ضئيلة في الصخور النارية والمتحولة . ^{[ 5 ]} يُظهر الزجاج المطلي بطبقة رقيقة من TiO₂ _خصائص مضادة للضباب وذاتية التنظيف تحت الأشعة فوق البنفسجية . ^{[ 6 ]}

يوجد الأناتاز دائمًا على شكل بلورات صغيرة معزولة وواضحة المعالم ، ومثل الروتيل، يتبلور في نظام رباعي الأضلاع . يُعد الأناتاز غير مستقر عند جميع درجات الحرارة والضغوط، حيث يمثل الروتيل الشكل البلوري المتوازن. ومع ذلك، غالبًا ما يكون الأناتاز أول طور من أطوار ثاني أكسيد التيتانيوم يتشكل في العديد من العمليات نظرًا لانخفاض طاقة سطحه ، ويحدث تحول إلى الروتيل عند درجات حرارة مرتفعة. ^{[ 7 ]} على الرغم من أن درجة التناظر متساوية لكل من طوري الأناتاز والروتيل، إلا أنه لا توجد علاقة بين الزوايا البينية للمعدنين، باستثناء منطقة الموشور عند 45° و90°. يتميز الشكل البلوري الثماني الأوجه الشائع للأناتاز، بأربعة مستويات انقسام مثالية ، بزاوية على حافته القطبية تبلغ 82°9'، بينما تبلغ زاوية الحافة القطبية لثماني أوجه الروتيل 56°52½' فقط. تُضفي الزاوية الأكثر حدة على بلورات الأناتاز محورًا رأسيًا أطول ومظهرًا أنحف من الروتيل. وتوجد اختلافات أخرى مهمة بين الخصائص الفيزيائية للأناتاز والروتيل. فعلى سبيل المثال، الأناتاز أقل صلابة (5.5-6 مقابل 6-6.5 على مقياس موس ) وأقل كثافة ( كثافة نوعية حوالي 3.9 مقابل 4.2) من الروتيل. كما أن الأناتاز سالب الشحنة الضوئية ، بينما الروتيل موجب الشحنة الضوئية. ويتميز الأناتاز أيضًا ببريق معدني أقوى من بريق الروتيل. ^{[ 8 ]}

أُطلق الاسم الحديث على هذا المعدن من قبل رينيه جوست هوي عام 1801، لكنه كان معروفًا وموصوفًا قبل ذلك. وهو مشتق من اليونانية القديمة : ἀνάτασις بمعنى "الامتداد"، لأن بلوراته ممتدة على طول محور مقارنةً بالبلورات ثنائية الهرم الأخرى. ^{[ 9 ]}

يُستخدم اسم آخر شائع للأناتاز وهو الأوكتاهيدريت ، وهو اسم أقدم من الأناتاز، وقد أطلقه هوراس بينيديكت دي سوسير ^{[ 9 ]} نظرًا لشكل البلورات الثماني الأوجه (الحاد). ومن الأسماء الأخرى، التي أصبحت الآن مهجورة، الأويزانيت (نسبةً إلى جان كلود ديلاميثيري ) والدوفينيت ، نسبةً إلى موقع لو بورغ دويسان الفرنسي الشهير في دوفينيه . ^{[ 8 ]}

يمكن تمييز نمطين لنمو بلورات الأناتاز. النمط الأكثر شيوعًا هو الذي يتخذ شكل ثماني السطوح حاد بسيط ، بلون أزرق نيلي إلى أسود وبريق فولاذي. وتكثر بلورات هذا النوع في لو بورغ دوازان في دوفينيه، فرنسا ، حيث ترتبط بالبلورات الصخرية والفلسبار والأكسينيت في شقوق الجرانيت وشيست الميكا . وتنتشر بلورات مماثلة ذات حجم مجهري على نطاق واسع في الصخور الرسوبية مثل الأحجار الرملية والطين والأردواز ، حيث يمكن فصلها عن طريق غسل المكونات الأخف وزنًا من مسحوق الصخر. ^{[ 8 ]} يُعد المستوى (101) للأناتاز السطح الأكثر استقرارًا من الناحية الديناميكية الحرارية، وبالتالي فهو السطح الأكثر عرضةً في الأناتاز الطبيعي والصناعي. ^{[ 10 ]}

تتميز بلورات النوع الثاني بوجود العديد من الأوجه الهرمية المتطورة، وعادةً ما تكون مسطحة أو موشورية الشكل أحيانًا. يتراوح لونها بين الأصفر العسلي والبني. تشبه هذه البلورات إلى حد كبير معدن الزينوتيم في مظهرها، وكان يُعتقد تاريخيًا أنها شكل خاص من الزينوتيم يُسمى ويزيرين . توجد هذه البلورات ملتصقة بجدران الشقوق في صخور النيس في جبال الألب ، ومن أشهر مواقعها منطقة بينينثال بالقرب من بريغ في كانتون فاليه ، سويسرا . ^{[ 8 ]}

على الرغم من أن الأناتاز ليس طورًا متوازنًا لثاني أكسيد التيتانيوم _، إلا أنه شبه مستقر بالقرب من درجة حرارة الغرفة. عند درجات حرارة تتراوح بين 550 و1000  درجة مئوية تقريبًا، يتحول الأناتاز إلى الروتيل. وتعتمد درجة حرارة هذا التحول بشكل كبير على الشوائب، أو المواد المضافة ، بالإضافة إلى شكل العينة. ^{[ 11 ]}

نظرًا لتطبيقاته المحتملة كشبه موصل ، يُحضّر الأناتاز غالبًا صناعيًا. ويمكن تحضير الأناتاز البلوري في المختبرات باستخدام طرق كيميائية مثل عملية سول-جل . وقد يتم ذلك من خلال التحلل المائي المُتحكم به لرباعي كلوريد التيتانيوم (TiCl₄ ₎ أو إيثوكسيد التيتانيوم . وغالبًا ما تُضاف مواد مُطعِّمة في عمليات التخليق هذه للتحكم في مورفولوجيا وبنية الإلكترونات والكيمياء السطحية لعينة الأناتاز. ^{[ 12 ]}

• مزيل للضوء
• ثاني أكسيد التيتانيوم
• الروتيل
• بروكيت
• أكاوغيتي
• قائمة المعادن