فوكسيت

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

الفوكسيت معدن فوسفاتي صيغته الكيميائية Fe²⁺Al₂ ( PO₄ ) ₂ ( OH ) ₂ ·6(H₂O ) . ينتمي إلى مجموعة اللاويت - بارافوكسيت ، وتحديدًا إلى مجموعة البارافوكسيت الفرعية، [ 3 ] [ 6 ] على الرغم من أن ميندات يصنفه ضمن مجموعة الفانتاسيلت Al₄ (PO₄ ) ₃ ( OH) ₃ ·9H₂O . [ 4 ] لا يوجد تشابه في التركيب بين الفوكسيت والبارافوكسيت Fe²⁺Al₂ ( PO₄ ) ₂ ( OH) ₂ ·8H₂O أو الميتافوكسيت Fe³⁺Al₂ ( PO₄ ) ₂ ( OH) ₂ · 8H₂O ، على الرغم من تشابهها الكيميائي الكبير ووجودها جميعًا معًا كمعادن ثانوية . [ 6 ] سُمي الفوكسيت بهذا الاسم عام 1922 نسبةً إلى جورج فوكس جونيور (1863-1927) ، وهو محامٍ أمريكي وجامع معادن.

الخلية الوحدوية

المجموعة الفراغية هي P1 ، مما يعني أن عنصر التناظر الوحيد للبلورة هو مركز التناظر . تتكون البلورة من وحدات متطابقة، تُسمى خلايا الوحدة ، مُكدسة معًا بحيث تملأ، في حال عدم وجود عيوب، الفراغ الذي تشغله البلورة تمامًا. خلية الوحدة مُعينية الشكل (كل وجه منها متوازي أضلاع، والأزواج المتقابلة من الأوجه متساوية) بأطوال أضلاع a و b و c. تُرمز الزوايا بين الأضلاع بالأحرف اليونانية α و β و γ، حيث α هي الزاوية بين الضلعين b و c، و β بين c و a، و γ بين a و b. [ ٧ ] بالنسبة للفوكسيت، تختلف القيم المُبلغ عنها لهذه المعاملات اختلافًا طفيفًا من مرجع لآخر، نظرًا لأن باحثين مختلفين درسوا عينات مختلفة، لكنهم جميعًا يتفقون على أن a = 9.1 Å، b = 11.6 Å، c = 6 Å، α = 98.3°، β = 92°، و γ = 108°، وذلك بالدقة المذكورة. القيم التفصيلية المُبلغ عنها لمعاملات الشبكة هي:

  • أ = 9.13 Å، ب = 11.59 Å، ج = 6.14 Å، α = 98.3°، β = 92°، γ = 108.4° [ 3 ] [ 6 ]
  • أ = 9.142 Å، ب = 11.599 Å، ج = 6.158 Å، α = 98.29°، β = 91.93°، γ = 108.27° [ 2 ] [ 4 ] [ 5 ]

يوجد داخل كل خلية وحدة وحدتان من الصيغة Fe 2+ Al 2 (PO 4 ) 2 (OH) 2 ·6H 2 O.

بناء

تتميز بنية الفوكسيت بسلاسل لا نهائية موازية للمحور البلوري c. [ 6 ] تتكون إحدى مجموعات السلاسل من ثماني السطوح ، حيث يوجد في مركزها أيون حديد ثنائي التكافؤ Fe²⁺ أو أيون ألومنيوم Al، بينما يوجد في كل رأس من رؤوسها الستة أيون أكسجين O. تتناوب الأيونات المركزية لهذه الثمانيات بين Fe وAl، وتتشارك الثمانيات المتجاورة في الحواف. عند كل حافة متصلة، يتشارك أيونا أكسجين بين ثمانيتي سطوح، ويجب أن تتشارك كل ثماني سطوح في حافتين لتشكيل سلسلة.

بالتوازي مع هذه السلاسل الثمانية السطوح المرتبطة بالحواف، توجد سلاسل مختلطة مرتبطة بالرؤوس تتكون من ثمانيات سطوح ورباعيات سطوح متناوبة . تحتوي رباعيات السطوح على أيون فسفور (P) في المنتصف، وأيونات أكسجين (O) عند كل رأس من رؤوسها الأربعة، بينما تحتوي ثمانيات السطوح على أيون ألومنيوم (Al) في المنتصف محاط بستة أيونات أكسجين (O)، كما هو الحال في السلاسل الثمانية السطوح. عند كل رأس مرتبط، يتشارك رباعي سطوح وثماني سطوح ذرة أكسجين واحدة، ويجب أن يحتوي كل من رباعي السطوح وثماني السطوح على رأسين مرتبطين لتشكيل السلسلة المختلطة.

تُحاط كل سلسلة ثمانية الأوجه بسلسلتين مختلطتين، واحدة على كل جانب، متصلتين عبر رؤوس السلاسل، لتشكل سلسلة ثلاثية لا نهائية. وترتبط هذه السلاسل الثلاثية فيما بينها بواسطة المزيد من رباعيات أوجه الفوسفور (ليست تلك الموجودة في السلاسل المختلطة)، والتي تشترك في الرؤوس مع كلا نوعي ثمانيات الأوجه في السلاسل ثمانية الأوجه، ومع ثمانيات أوجه الألومنيوم في السلاسل المختلطة. كما تُدمج جزيئات الماء (H₂O ) وأيونات الهيدروكسيل (OH) في هذه السلسلة، مما يُعطي سلسلة معقدة ذات تركيب [FeAl₃ ( PO₄ ) ₄ ( OH) ₄ ( OH₂ ) ₂ ] ⁵⁻ . ترتبط هذه السلاسل المعقدة، الموازية لمحور البلورة c، في اتجاه المحور a بواسطة ثماني السطوح الألومنيومية الإضافية (ليست تلك الموجودة في السلاسل) وفي اتجاه المحور b بواسطة ثماني السطوح الحديدية الإضافية، وهناك المزيد من جزيئات الماء داخل القنوات في البنية، مما يعطي الصيغة النهائية للفوكسيت على النحو التالي: FeAl 2 (PO 4 ) 2 (OH) 2 .6H 2 O.

عادة الكريستال

بلورات الفوكسيت صغيرة جدًا وصفائحية الشكل، وتشكل تجمعات وعقيدات شبه متوازية مع المحورين الشعاعيين. وتكون البلورات مسطحة بالتوازي مع المستوى الذي يحتوي على المحورين البلوريين a و c، ومستطيلة في اتجاه المحور c، [ 3 ] أي على طول السلاسل التي تشكل أساس البنية.

الخصائص البصرية

يتميز المعدن ثلاثي الميل ، مثل الفوكسيت، بأن محاوره البلورية الثلاثة تختلف في أطوالها، وكذلك زواياه بين المحاور الثلاثة، حيث لا تساوي أي منها 60° أو 90° أو 120°. ونتيجة لذلك، تُعتبر المادة غير متجانسة الخواص ، وتتغير خصائصها الفيزيائية، بما في ذلك الخصائص البصرية، بتغير الاتجاه. [ 7 ] معامل الانكسار هو نسبة سرعة الضوء في الفراغ إلى سرعة الضوء في الوسط. ولأن هذا المعامل يتغير بتغير لون الضوء ، يجب اختيار لون قياسي عند تحديد معاملات الانكسار. اللون القياسي المعتاد هو الضوء الأصفر من مصدر الصوديوم، والذي يبلغ طول موجته 589.3 نانومتر . بالنسبة للمادة غير المتجانسة الخواص، يتغير معامل الانكسار (للضوء ذي لون معين) بتغير الاتجاه، [ 8 ] وبالنسبة للفوكسيت، يتراوح معامل الانكسار من 1.551 للضوء المنتشر بالتوازي مع المحور a إلى 1.562 للضوء المنتشر بالتوازي مع المحور c.

المحور البصري هو الاتجاه الذي ينتقل فيه الضوء عبر البلورة بحيث تكون سرعته متساوية لجميع اتجاهات الاستقطاب لأي طول موجي (أي لون) محدد. أي اتجاه في البلورة متساوية الأبعاد يتمتع بهذه الخاصية. البلورات الثلاثية والرباعية والسداسية لها محور بصري واحد، موازٍ للمحور البلوري c. وتُسمى هذه البلورات أحادية المحور. أما البلورات ثلاثية الميل وأحادية الميل والمعينية القائمة فلها محوران بصريان، وتُسمى هذه البلورات ثنائية المحور. الزاوية بين المحورين تُرمز لها بـ 2V. [ 8 ] الفوكسيت ثنائي المحور.

علامة بصرية

ينتقل الضوء غير المستقطب دون تغيير عبر البلورة متساوية الأبعاد، بغض النظر عن اتجاه انتقاله. في البلورات أحادية المحور وثنائية المحور، ينقسم الضوء المنتقل في أي اتجاه غير موازٍ للمحور البصري إلى شعاعين مستقطبين: الشعاع العادي والشعاع غير العادي. يسير الشعاع العادي بنفس السرعة بغض النظر عن الاتجاه؛ وهذا نتيجة لمستوى استقطابه. يكون مستوى استقطاب الشعاع غير العادي عموديًا على مستوى استقطاب الشعاع العادي، وعمومًا تكون سرعته مختلفة. بالنسبة للأشعة المنتقلة على طول المحور البصري، تتساوى سرعات الشعاعين العادي وغير العادي. أما في جميع الاتجاهات الأخرى في البلورات أحادية المحور وثنائية المحور، فتختلف السرعات. يُقال إن البلورة موجبة إذا كانت سرعة الشعاع العادي أكبر من سرعة الشعاع غير العادي، وسالبة إذا كان العكس صحيحًا. [ 8 ] الفوكسيت ثنائي المحور (+).

تشتت المحاور البصرية

يتغير معامل الانكسار بتغير طول موجة الضوء (لونه)، لذا تتغير مواقع المحاور البصرية في البلورات ثنائية المحور، والزاوية 2V بينها، بتغير لون الضوء الساقط. تُعبر هذه الظاهرة عادةً بالصيغة r > v، مما يشير إلى أن 2V أكبر للضوء الأحمر منه للضوء البنفسجي، أو العكس. [ 8 ] بالنسبة للفوكسيت، r > v، تكون 2V أكبر للضوء الأحمر منها للضوء البنفسجي.

تعدد الألوان

تعدد الألوان هو ظاهرة تغير لون البلورات عند دورانها في ضوء مستقطب مستوٍ . [ 8 ] ويعود ذلك إلى اختلاف امتصاص الضوء المهتز في اتجاهات مختلفة. لا يمكن أن تكون البلورات متساوية الأبعاد متعددة الألوان. قد تُظهر البلورات أحادية المحور (الثلاثية أو الرباعية أو السداسية) لونين مختلفين، ولكن ليس ثلاثة، عند دورانها، وعندها تُسمى ثنائية اللون (لونين). قد تُظهر البلورات ثنائية المحور ثلاثة ألوان مختلفة، وعندها تُسمى متعددة الألوان (ألوان متعددة). يُعد الفوكسيت متعدد الألوان بشكل كبير، فهو عديم اللون على المحورين X وZ، وأزرق على المحور Y.

بيئة

الفوكسيت معدن ثانوي ناتج عن تحوّل الأباتيت في عروق القصدير الحرارية المائية . يوجد الفوكسيت مرتبطًا بالويفيلليت Al₃ ( PO₄ ) ₂ (OH) ₃ ·5H₂O ، والميتافوكسيت ، والبارافوكسيت في الموقع النموذجي، منجم سيغلو فينتي (منجم سيغلو XX)، في لالاجوا ، مقاطعة رافائيل بوستيلو، إقليم بوتوسي، بوليفيا، [ 9 ] وهو الموقع الوحيد المعروف لوجود هذا المعدن. [ 4 ] المادة النموذجية محفوظة في المتحف الوطني الأمريكي للتاريخ الطبيعي، واشنطن العاصمة: #97561، #103542.

مراجع

  1. ↑ وار، إل إن (2021). "رموز المعادن المعتمدة من قبل IMA-CNMNC" . مجلة علم المعادن . 85 (3): 291-320 . Bibcode : 2021MinM...85..291W . doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID 235729616 . 
  2. 1 2 3 "الفوكسيت" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 يناير 2024 .
  3. 1 2 3 4 غينز وآخرون (1997) علم المعادن الجديد لدانا، الطبعة الثامنة، وايلي
  4. 1 2 3 4 "الفوكسيت: معلومات وبيانات عن معدن الفوكسيت" . Mindat.org. 2010-05-06 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2010-05-29 .
  5. 1 2 "بيانات معدن الفوكسيت" . Webmineral.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29-05-2010 .
  6. 1 2 3 4 عالم المعادن الأمريكي (1968) 53:1025
  7. 1 2 والتر بورشاردت أوت (1993) علم البلورات، سبرينغر فيرلاغ
  8. 1 2 3 4 5 كلاين وهورلبوت (1993) دليل علم المعادن، الطبعة 21، وايلي
  9. ↑ السجل المعدني 37-2:155
  • "جورج فو" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2011-10-07.
  • Jmol