тридимит

Тридимит SiO2
Кристаллохимическое описание
Тридимит относится к классу каркасных силикатов. Описаны
триклинная, моноклинная, ромбическая (α) и гексагональная (β)
модификации тридимита (все они в качестве основной структурной единицы
содержат β-тридимит, но различно искаженный). Р-ячейка Браве в βтридимите. КЧSi/O=4 (КМ - тетраэдр). Атомы Si в β-тридимите размещены так
же, как атомы углерода в лонсдейлите. [1], [2]
Структура α- и β-форм тридимита [1]
модифика- сингония
число
пространпараметры
ция
формульных ственная
элементарной
тридимита
единиц
группа
ячейки, нм
симметрии
a
B
C
α-тридимит ромбическая
0.988 1.71 1.63
64
Fmm
β-тридимит гексагональная 0.503 0.822
4
P63/mmc
В тридимите мостиковые связи Si-O-Si линейны. Шестиугольные
кольца из кремнекислородных тетраэдров в его структуре соединяются в
бесконечные плоские сетки, связанные между собой общими атомами
кислорода. Структуру тридимита можно рассматривать как построенную из
слоёв тетраэдров: каждый слой представляет собой зеркальное отражение
предыдущего. Структура β-тридимита имеет гексагональную симметрию и
тройные оси тетраэдров параллельны оси с. [3] В каналах структуры
тридимита охотно размещаются примеси Fe, Al, Na и др.
Рис.1. Структура β-тридимита. http://IzNedr.ru: Из недр Земли
Рис. 2. Кристаллическая структура тридимита c искажнными кольцами
кремнекислородных тетраэдров. http://fr.wikipedia.org/wiki/Tridymite
Модификации SiO2 удобно рассматривать как результат конденсации
кремнекислородных цепочек с различными периодами повторяемости.
Пироксеноподобные цепочки с периодом повторяемости в два тетраэдра
связывают двухсторонние сетки [Si2O5] из шестерных колец в структурах
высокотемпературных модификаций кварца тридимита и кристобаллита. [2]
Рис. 3. Укладка SiO4-тетраэдров в высокотемпературных βмодификациях кремнезёма: кристабалите (a), тридимите (б) и кварце
(в) [4]
Переходы β-кварца в тридимит (температура перехода 870°С) и далее в
кристобаллит
(температура
перехода
1470°С)
реконструктивные,
сопровождающиеся разрывом межатомных связей. Поэтому такие
превращения протекают медленно, с чем связано сохранение нестабильных
форм кремнезёма в течение геологического времени. [3]
Минералогическое описание
«Тридимос» по-гречески – тройной (назван вследствие часто
наблюдаемых тройников). Впервые данный минерал был описан в 1868 году
в Идальго (Мексика). Более высокотемпературная модификация – βтридимит гексагональной сингонии в области неустойчивых состояний легко
переходит в более низкотемпературную, близкую к ней по кристаллической
структуре модификацию α-тридимит ромбической сингонии (асманит). При
атмосферном давлении α-тридимит с течением времени способен переходить
в устойчивую форму - α-кварц. Превращение β-тридимита в β-кварц
происходит гораздо медленнее и сопровождается большим изменением
объёма и удельного веса.
Кристаллы α-тридимита, более устойчивого при низких температурах,
наблюдаются в виде псевдогексагональных пластинок или чаще тройников с
углом между пластинками 35°18`. Встречаются также розетковидные или
черепитчатые агрегаты. Цвет α-тридимита белый, серовато-белый, иногда
бесцветный. Блеск стеклянный. Твёрдость 6-7. Спайность несовершенная.
Уд. вес 2.30. Долгое время асманит считался минералом гексагональной
системы, а затем триклинной, пока не удалось доказать (Mallard) его
тожественность с асманитом метеоритов. Асманит встречается в виде
простых кристаллов в метеоритах, обыкновенно же образует тройники или
более сложные образования.
Встречается преимущественно в пустотах кислых эффузивных прод: в
трахитах в Зигенгебирге (Германия), андезитах в Сан-Кристобале (Мексика),
продуктах извержения Везувия (Италия). Обнаружен также в метеоритах и
породах Луны. [5], [6]
Рис. 4 Тридимит, юго-восток Падуи, Италия. Диаметр кристалла 8 мм.
©Фото Rainer Bode, Haltem
http://www.a-m.de/deutsch/lexikon/mineral/oxide/tridymit-bild1.htm
Рис. 5 Белые розы тридимита, каждая диаметром 0.25 мм, Айфель,
Германия ©Фото, коллекция Fred Kruijen Bu
http://wannenkopfe.strahlen.org/tridymite06html
Рис. 6 Скелетный кристалл тридимита на санидине, ширина
изображения 1,5 мм, Айфель, Германия
©Фото, коллекция Fred Kruijen Bu
http://wannenkopfe.strahlen.org/tridymite05html
Литература
1. Айлер Р., Химия кремнезема, пер. с англ., т. 1-2, М., 1982;
2. Пущаровский Д.Ю., Урусов В.С. Структурные типы минералов. М., 1990.
3. Урусов В.С. Теоретическая кристаллохимия. М.: Изд-во МГУ, 1987.
4. Урусов В.С., Ерёмин Н.Н. Кристаллохимия. М., 2005
5. Бетехтин А.Г. Курс минералогии. М., 1961
6. Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона