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| トルバーナイト | |
|---|---|
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| 一般的な | |
| カテゴリ | リン酸鉱物 |
| 式 （繰り返し単位） | Cu[(UO 2 )(PO 4 )] 2 (H 2 O) 12 [1] |
| IMAシンボル | トール[2] |
| シュトランツ分類 | 8.EB.05 |
| 結晶系 | 正方晶 |
| クリスタルクラス | 四方両錐体（4/mmm） HM記号：（4/m 2/m 2/m）[3] |
| 空間群 | I4/mmm [4] |
| 識別 | |
| 式量 | 641 – 713 g/mol（水分損失の程度による） |
| 色 | エメラルドグリーンからアップルグリーン[5] |
| クリスタル習慣 | 板状の結晶。葉状から土質の塊および外皮まで |
| 姉妹都市 | [110] ではまれ |
| 胸の谷間 | [001] 完璧; [100] 明確[5] |
| 骨折 | 脆い[5] |
| モース 硬度 | 2～2.5 [5] |
| 光沢 | ガラス質; 真珠様[5] |
| 連勝 | 淡い緑 |
| 透けて見える | 透明から半透明 |
| 密度 | 測定値: 3.22; 計算値: 3.264(1) [5] |
| 光学特性 | 一軸（−） |
| 屈折率 | nω = 1.590 – 1.592 nε = 1.581 – 1.582 [3] |
| 複屈折 | δ = 0.009 – 0.010 [3] |
| 多色性 | 見える |
| 融点 | 分解する前に |
| 融着性 | 分解する前に |
| その他の特徴 |  放射能と毒性  |
トルバーナイトは黄銅鉱としても知られ、[6]化学式 Cu[(UO 2 )(PO 4 )] 2 (H 2 O) 12の 比較的一般的な鉱物です。[1]これは放射性の緑色の水和銅ウラニルリン酸であり、花崗岩やその他のウラン含有鉱床に二次鉱物として見られます。 トルバーナイトの化学式は、Ca 2+カチオンが Cu 2+カチオンに置き換わったオーチュナイトの化学式に似ています。 トルバーナイトは脱水して総化学式 Cu[(UO 2 )(PO 4 )] 2 (H 2 O) 8のメタトルバーナイトになる傾向があります。
語源と歴史
トルベルナイトは、ザクセン州エルツ山地のヨハンゲオルゲンシュタット近くのゲオルク・ヴァーグスフォルト鉱山で初めて発見されました。1772年にイグナツ・フォン・ボルンが著書『Lythophylacium Bornianum』で初めて言及し、「mica viridis crystallina, ibid.」（ザクセン州ヨハンゲオルゲンシュタット産の緑色結晶雲母、同上= 「上記の項目と同じ」）と呼んでいます。1780年にアブラハム・ゴットロープ・ヴェルナーはボルンの著書を使用して、この鉱物をより詳細に記述し、最初は「grüner Glimmer」（緑色雲母）と呼び、後にスウェーデンの鉱物学者で化学者のトルベルン・オロフ・ベルグマン（1735–1784）に敬意を表して「トルベルナイト」と名付けました。[7]
分類
国際鉱物学協会（IMA）は2009年にリストを最後に更新したが、[8]ニッケル・ストルンツシステムではトルベルナイトは「ウラニルリン酸塩およびヒ酸塩」のセクションに掲載されている。そこでトルベルナイトは「UO 2 : RO 4 = 1 : 1」のサブセクションの一部であり、オーチュナイト、ハインリヒテ、ケーレライト、キルヒハイメライト、メタラウチテ、ノヴァチェキテ-I、ノヴァチェキテ-II、サレーアイト、ウラノシルサイトI、ウラノシルサイトII、ウラノスピナイト、シャンジャンアイト、ゼウネライトとともに、 システム番号8.EB.05でオーチュナイトグループを形成している。
ダナは、この鉱物を「リン酸塩、ヒ酸塩、バナジウム酸塩」のクラスに分類し、「水和リン酸塩など」のセクションに、メタトルベルナイト(番号 40.02a.13) を含む名前のないグループに入れています。
結晶構造
トルベルナイトは正方晶系空間群 I 4/ mmmで結晶化し、格子定数はa = 7.0267(4) Å、c = 20.807(2) Å、単位胞あたり2つの化学式単位を持つ。[1]
2003 年の研究では、Locock と Burns は、新鮮な合成結晶を使用して、銅ウラニルリン酸トルベルナイト Cu[(UO 2 )(PO 4 )] 2 (H 2 O) 12とメタトルベルナイト Cu[(UO 2 )(PO 4 )] 2 (H 2 O) 8の結晶構造を、銅ウラニルヒ酸塩ゼウネライト Cu[(UO 2 )(AsO 4 )] 2 (H 2 O) 12とメタゼウネライト Cu[(UO 2 )(AsO 4 )] 2 (H 2 O) 8の結晶構造と比較しました。これらの研究で、彼らはついに初めてトルベルナイトの結晶構造を分析することができ、メタトルベルナイトの構造について、以前の研究と比較して大幅に正確な分析を得ることができました（MakarovとTobelko R 1 = 25 %、[9] Ross et al. R 1 = 9.7 %、[10] Stergiou et al. R 1 = 5.6 %、[11] CalosとKennard R 1 = 9.2 % [12] vs. Locock und Burns R 1 = 2.3 %）。
研究は、トルベルナイトがゼウネライトと同構造であり、メタトルベルナイトがメタゼウネライトと同構造であることを示している。4つの化合物はすべて、[(UO 2 )(XO 4 )]構造モチーフ（X = PまたはAs）を持つ層状オーチュナイト型である。これらの化合物すべてにおいて、 Cu 2+イオンは水分子によって四角平面状に配位し、さらにウラニル酸素原子に配位して、ヤーン・テラー歪みを伴う八面体を形成する。追加の水分子は、水素橋によってのみ結晶構造に保持されている。
メタトルベルナイト
トルバーナイトは容易に脱水して、Cu[(UO 2 )(PO 4 )] 2 (H 2 O) 8の化学式を持つメタトルバーナイトになる。トルバーナイトが枯れると形成されるが、人工的にトルバーナイトを75℃以上に加熱することでも得られる。[13]結晶はむしろ不透明で、わずかに半透明で、ガラスのような光沢がある。[14]
メタトルベルナイトは空間群P4 / nで正方双錐状に結晶化し、格子定数はa = 6.9756(5) Å、c = 17.349(2) Å、単位格子あたり2つの化学式単位を持つ。[1]
メタトルベルナイトの結晶構造はトルベルナイトとは異なり、ウラニルリン酸層が2つおきに結晶学的なa軸の長さの約半分だけ[100]と[010]の方向に移動しています。 [1] LocockとBurnsの分析は、Cu 2+イオンが結晶学的に88%の占有率しか持たないというStergiouらの発見を裏付けています。著者らは、鉱物チェルニコバイトで議論されているように、一部の水分子の陽子化によって電子中性に対する電荷補償が行われると仮定しています。[1]同じ著者らはオーチュナイトについても同じことを仮定しています。[15] X線回折の制限により、この仮説はこの方法では事実上検証できません。
ロコックとバーンズの分析によると、メタトルバーナイトには1式あたり8分子の水が含まれている。これはアーサー・フランシス・ハリモンズ[13] [16]とカート・ワレンタ[17]の研究と一致しており、彼らはトルバーナイトとメタトルバーナイトの水和の段階の違いには明確な境界があり、各化合物の水分含有量は一定のままで変化しないことを示している。これは、例えばゼオライトグループの鉱物に見られるのとは対照的である。したがって、トルバーナイトとメタトルバーナイトの水分量が変化することを示す合計式は使用してはならない。[1]
プロパティ
（視野：7 mm × 5 mm）
形態学
この鉱物は、小さな薄い板状の結晶としてよく見られますが、薄片状または粉状の場合もあります。より稀なのは、積み重ねたトランプに似た厚い板状のものです。これよりもよくあるのは、双錐体状のものです。
物理的および化学的性質
この物質はウラン含有量が約48%であるため、強い放射能を持っています。総和式によると、比放射能は85.9 kBq / g [3]となります（比較：天然カリウム：0.0312 kBq/g）。
カルシウム類似体であるオーチュナイトとは異なり、この鉱物は蛍光を発しません。[6] この鉱物は非常に脆く、硬度（モース硬度）は2～2.5です。
発生場所と発生場所
トルベルナイトはウラン鉱石の酸化帯で二次鉱物として生成する。多くの場合、オーチュナイト、メタトルベルナイト、ウランナイト、ゼウネライトと共生関係にあり、非常に稀にゴーティエライトと共生関係にある。[18]
トルベルナイトは比較的ありふれた鉱物で、世界中で2022年までに1100以上の産地が記録されています。[19]ドイツでは、その模式産地であるヨハンゲオルゲンシュタットだけでなく、エルツ山地の他の地域、黒い森、フィヒテル山脈、バイエルンの森、テューリンゲンの森でも知られています。その他の産地は、アルゼンチン、オーストラリア、オーストリア、ベルギー、ボリビア、ブラジル、カナダ、チリ、中国、チェコ共和国、コンゴ民主共和国、フランス、ガボン、アイルランド、イタリア、日本、マダガスカル、メキシコ、ナミビア、ノルウェー、ポーランド、ポルトガル、ルーマニア、スロバキア、スロベニア、スペイン、南アフリカ、スイス、タジキスタン、ウズベキスタン、イギリス、アメリカです。[20]
予防
ウラン化合物には固有の毒性があるため、この鉱物のサンプルは気密性のあるガラス瓶に保管する必要があります。
参照
参考文献
- ^ abcdefg AJ Locock、PC Burns：銅を主成分とするオーチュナイトおよびメタオーチュナイトグループの結晶構造と合成：トルバーナイト、ゼウネライト、メタトルバーナイト、メタゼウネライトIn：The Canadian Mineralogist 2003、41、489–502 （PDF 2500 kB）
- ^ LN Warr: IMA–CNMNC 承認の鉱物記号Mineralogical Magazine 2021 , 85 291–320 (PDF 320 kB)
- ^ abcd デヴィッド・バーセルミー (2022-10-10). 「トーバーナイトの鉱物データ」。ウェブミネラル.com。
- ^ KH シュトランツ、EH ニッケル:シュトランツ鉱物表。化学構造鉱物分類システム2001、9 、 E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller)、シュトゥットガルト、524 ページ。ISBN 3-510-65188-X
- ^ abcdef JW Anthony、RA Bideaux、KW Bladh、MC Nichols (編): Torbernite In: Handbook of Mineralogy、鉱物学協会 2001 (PDF 63 kB)
- ^ ab F. Klockmann: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie 1978、16 、エンケ、シュトゥットガルト、655 ページ。ISBN 3-432-82986-8
- ^ T. ヴィツケ。 「トルバーニットのエントデックング」。www.strahlen.org/tw。
- ^ EH Nickel、MC Nichols：IMA/CNMNC鉱物リスト2009（http://cnmnc.main.jp/IMA2009-01%20UPyear%20160309.pdf PDF 1.82 MB]）
- ^ ES Makarov、KI Tobelko:メタトルベルナイトの結晶構造In : Doklady Akademii Nauk SSSR 1960、131、87–89
- ^ M. Ross、HT Evans Jr.、DE Appleman:トルバーナイト鉱物の研究。II .メタトルバーナイトの結晶構造。American Mineralogist 1964、49、1603–1621 (PDF 1126 kB)
- ^ AC Stergiou、PJ Rentzeperis、S. Sklavounos:メタトルバーナイトの結晶構造の改良In: Zeitschrift für Kristallographie 1993、205 1–7 (PDF 391 kB)
- ^ NJ Calos、CHL Kennard:銅ビス(リン酸ウラニル) 八水和物 (メタターバーナイト)、Cu(UO 2 PO 4 ) 2・8(H 2 O)の結晶構造In: Zeitschrift für Kristallographie 1996、211、701–702 (PDF 85.1キロバイト）
- ^ ab AF Hallimond:トルバーナイトの結晶学と脱水反応Mineralogical Magazine 1916, 17 (82), 326–339 (PDF 559 kB)
- ^ 「Metatorbernite」. mindat.org . ハドソン鉱物学研究所. 2022-10-10.
- ^ AJ Locock、PC Burns：合成オーチュナイトの結晶構造、Ca[(UO 2 )(PO 4 )] 2 (H 2 O ) 11 In：American Mineralogist 2003、88、240–244 （PDF 408 kB）
- ^ AF ハリモンド:メタトルバーナイト I. その物理的性質とトルバーナイトとの関係Mineralogical Magazine 1920, 19 (89), 43–47 (PDF 228 kB)
- ^ K. Walenta: Beiträge zur Kenntnis seltener Arsenatmineralien unter besonderer Berücksichtigung von Vorkommen des Schwarzwaldes In: Tschermaks Mineralogische und Petrographische Mittailungen (鉱物学 & 岩石学) 1964、9 (3)、252–282 (オンライン)
- ^ TA Olds、J. Plášil、AR Kampf、R. Škoda、PC Burns、J. Čejka、V. Bourgoin、J.-C. Boulliard：ゴーティエライト、KPb[(UO 2 ) 7 O 5 (OH) 7 ]·8H 2 O、シンコロブエ産の新しいウラニル酸化物ヒドロキシ水和物鉱物、新しいウラニルアニオンシートトポロジーを持つ、European Journal of Mineralogy 2017、20、129–141（Weblink）
- ^ 「トルバーナイトの産地」. mindat.org . ハドソン鉱物学研究所. 2022-10-10.
- ^ Mineralienatlas (ドイツ語) および Mindat (英語) のトルベルナイトの産地リスト。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、トルバーナイトに関連するメディアがあります。
- 「American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Torbernite」. rruff.geo.arizona.edu . 2022年10月10日閲覧。
- 「American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Metatorbernite」. rruff.geo.arizona.edu . 2022年10月10日閲覧。
- 「メタトルベルナイトの検索結果」。ラマン分光法、X線回折、鉱物化学のデータベース（rruff.info） 。 2022年10月10日閲覧。