วอกไซต์
วอกไซต์เป็นแร่ฟอสเฟตที่มีสูตรทางเคมีFe 2+ Al ( P O ) (O H ) ·6(H O) จัดอยู่ใน กลุ่ม เลาไอต์ - พาราวอกไซต์กลุ่มย่อยพาราวอกไซต์[ 3 ] [ 6 ]แม้ว่า Mindat จะจัดให้เป็นสมาชิกของ กลุ่ม แวนแทสเซลไลต์ Al (PO ) (OH) ·9H O ก็ตาม[ 4 ] ไม่มีความคล้ายคลึงกันในโครงสร้างระหว่างวอกไซต์และพาราวอกไซต์ Fe 2+ Al (PO ) (OH) ·8H O หรือเมตาวอกไซต์ Fe 3+ Al (PO ) (OH) ·8H O แม้ว่าจะมีองค์ประกอบทางเคมีที่คล้ายคลึงกันมาก และแร่ธาตุทั้งหมดก็เกิดขึ้นร่วมกันเป็นแร่รอง[ 6 ] วอกไซต์ได้รับการตั้งชื่อในปี พ.ศ. 2465 ตามชื่อของจอร์จ วอกซ์ จูเนียร์ (พ.ศ. 2406–2460) ทนายความและนักสะสมแร่ชาวอเมริกัน
หน่วยเซลล์
กลุ่มสมมาตรของผลึกคือ P 1ซึ่งหมายความว่าองค์ประกอบสมมาตร เพียงอย่างเดียว ของผลึกคือจุดศูนย์กลางสมมาตรผลึกประกอบด้วยหน่วยที่เหมือนกันเรียกว่าเซลล์หน่วยซึ่งเรียงซ้อนกันโดยที่หากไม่มีความไม่สมบูรณ์ เซลล์หน่วยจะเติมเต็มพื้นที่ที่ผลึกครอบครองได้อย่างสมบูรณ์ เซลล์หน่วยเป็นรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน (แต่ละหน้าเป็นรูปสี่เหลี่ยมด้านขนาน และคู่หน้าตรงข้ามมีขนาดเท่ากัน) โดยมีด้านยาว a, b และ c มุมระหว่างด้านต่างๆ จะแสดงด้วยอักษรกรีก α, β และ γ โดยที่ α คือมุมระหว่างด้าน b และ c, β ระหว่าง c และ a และ γ ระหว่าง a และ b [ 7 ] สำหรับแร่บอกไซต์ ค่าที่รายงานของพารามิเตอร์เหล่านี้จะแตกต่างกันเล็กน้อยในแต่ละแหล่งอ้างอิง เนื่องจากนักวิจัยแต่ละคนได้ศึกษาตัวอย่างที่แตกต่างกัน แต่ทุกคนเห็นพ้องกันว่า a = 9.1 Å, b = 11.6 Å, c = 6 Å, α = 98.3°, β = 92° และ γ = 108° ตามความแม่นยำที่ระบุไว้ ค่าที่รายงานโดยละเอียดของพารามิเตอร์แลตติซมีดังนี้:
- a = 9.13 Å, b = 11.59 Å, c = 6.14 Å, α = 98.3°, β = 92°, γ = 108.4° [ 3 ] [ 6 ]
- a = 9.142 Å, b = 11.599 Å, c = 6.158 Å, α = 98.29°, β = 91.93°, γ = 108.27° [ 2 ] [ 4 ] [ 5 ]
ภายในแต่ละหน่วยเซลล์จะมีหน่วยสองหน่วยของสูตร Fe 2+ Al (PO ) (OH) ·6H O
โครงสร้าง
โครงสร้างของวอกไซต์มีลักษณะเป็นโซ่อนันต์ขนานกับแกนผลึก c [ 6 ] โซ่ชุดหนึ่งสร้างขึ้นจาก ทรง แปด เหลี่ยม ที่มีไอออนเหล็กเฟอร์รัส Fe 2+หรือ ไอออน อะลูมิเนียม Al อยู่ตรงกลาง และ ไอออน ออกซิเจน O อยู่ที่จุดยอดทั้งหกจุด ไอออนกลางของทรงแปดเหลี่ยมเหล่านี้สลับกันเป็น Fe และ Al และทรงแปดเหลี่ยมที่อยู่ติดกันจะใช้ขอบร่วมกัน ที่ขอบที่เชื่อมต่อกันแต่ละด้าน ไอออนออกซิเจนสองไอออนจะถูกใช้ร่วมกันระหว่างทรงแปดเหลี่ยมสองอัน และทรงแปดเหลี่ยมแต่ละอันจะต้องมีขอบที่ใช้ร่วมกันสองขอบเพื่อสร้างโซ่
ขนานไปกับสายโซ่ทรงแปดเหลี่ยมที่เชื่อมต่อกันด้วยขอบเหล่านี้ คือสายโซ่ผสมที่เชื่อมต่อกันด้วยจุดยอด ซึ่งประกอบด้วยทรงแปดเหลี่ยมและทรงสี่เหลี่ยม สลับกันไป ทรงสี่เหลี่ยมจะมี ไอออน ฟอสฟอรัส P อยู่ตรงกลาง และไอออนออกซิเจน O ที่จุดยอดทั้งสี่จุด ส่วนทรงแปดเหลี่ยมจะมีไอออนอะลูมิเนียม Al อยู่ตรงกลาง ล้อมรอบด้วยไอออนออกซิเจน O หกไอออน เช่นเดียวกับในสายโซ่ทรงแปดเหลี่ยม ที่จุดยอดที่เชื่อมต่อกันแต่ละจุด จะมีไอออน O หนึ่งไอออนที่ใช้ร่วมกันระหว่างทรงสี่เหลี่ยมและทรงแปดเหลี่ยม และทรงสี่เหลี่ยมและทรงแปดเหลี่ยมแต่ละอันจะต้องมีจุดยอดที่เชื่อมต่อกันสองจุดเพื่อสร้างสายโซ่ผสม
แต่ละสายโซ่ทรงแปดเหลี่ยมถูกขนาบข้างด้วยสายโซ่ผสมสองสาย สายหนึ่งอยู่ด้านใดด้านหนึ่ง เชื่อมต่อกันผ่านจุดยอดของสายโซ่ ทำให้เกิดสายโซ่สามชั้นที่ไม่มีที่สิ้นสุด สายโซ่สามชั้นเหล่านี้ยังเชื่อมต่อกันเพิ่มเติมด้วยทรงสี่หน้าฟอสฟอรัส (ไม่ใช่ทรงสี่หน้าในสายโซ่ผสม) ซึ่งมีจุดยอดร่วมกับทรงแปดเหลี่ยมทั้งสองชนิดในสายโซ่ทรงแปดเหลี่ยม และร่วมกับทรงแปดหน้าอะลูมิเนียมในสายโซ่ผสม โมเลกุลของน้ำ (H₂O และ ไอออน ไฮดรอก ซิ ล( OH) ก็ถูกรวมเข้าในสายโซ่นี้ด้วย ทำให้เกิดสายโซ่เชิงซ้อนที่มีองค์ประกอบ [FeAl₃ PO₄ ₄ OH) (OH₂ ) ] โซ่ที่ซับซ้อนเหล่านี้ซึ่งขนานกับแกนผลึก c จะเชื่อมต่อกันในทิศทางของแกน a ด้วยอะลูมิเนียมออกตาเฮดราเพิ่มเติม (ไม่ใช่ที่อยู่ในโซ่) และในทิศทางของแกน b ด้วยเหล็กออกตาเฮดราเพิ่มเติม และยังมีโมเลกุลน้ำเพิ่มเติมอยู่ภายในช่องในโครงสร้าง ทำให้สูตรสุดท้ายของวอกไซต์คือ FeAl (PO ) (OH) .6H O
นิสัยคริสตัล
ผลึกวอกไซต์มีขนาดเล็กมากและเป็นแผ่นแบน ก่อตัวเป็นกลุ่มและก้อนที่ขนานกับแนวรัศมี ผลึกจะแบนราบขนานกับระนาบที่ประกอบด้วยแกนผลึก a และ c และยืดออกไปในทิศทาง c [ 3 ]ซึ่งก็คือตามความยาวของโซ่ซึ่งเป็นพื้นฐานของโครงสร้าง
คุณสมบัติทางแสง
แร่ไตรคลินิกเช่น วอกไซต์ มีแกนผลึกทั้งสามที่มีความยาวต่างกัน และมุมระหว่างแกนทั้งสามมีขนาดต่างกัน โดยไม่มีมุมใดเท่ากับ 60°, 90° หรือ 120° ดังนั้น วัสดุนี้จึงเป็นแอนไอโซโทรปิกและคุณสมบัติทางกายภาพ รวมถึงคุณสมบัติทางแสง จะแปรผันไปตามทิศทาง[ 7 ] ดัชนีหักเหคืออัตราส่วนของความเร็วแสงในสุญญากาศต่อความเร็วแสงที่ผ่านตัวกลาง เนื่องจากค่านี้แปรผันไปตามสีของแสง จึงต้องเลือกสีมาตรฐานเมื่อระบุค่าดัชนีหักเห โดยทั่วไปมาตรฐานคือแสงสีเหลืองจากแหล่งกำเนิดโซเดียม ซึ่งมีความยาวคลื่น 589.3 นาโนเมตรสำหรับสารแอนไอโซโทรปิก ดัชนีหักเห (สำหรับแสงสีที่กำหนด) จะแปรผันไปตามทิศทาง[ 8 ]และสำหรับวอกไซต์ ช่วงค่าจะอยู่ระหว่าง 1.551 สำหรับแสงที่เดินทางขนานกับแกน a ถึง 1.562 สำหรับแสงที่เดินทางขนานกับแกน c
แกนแสงคือทิศทางที่แสงเดินทางผ่านผลึก โดยที่ความเร็วจะเท่ากันสำหรับทุกทิศทางของการโพลาไรเซชันสำหรับแสงที่มีความยาวคลื่น (เช่น สี) ใดๆ ก็ตาม ผลึกไอโซเมตริกมีคุณสมบัตินี้ในทุกทิศทาง ผลึกแบบไตรโกนัล เตตระโกนัล และเฮกซาโกนัลมีแกนแสงเดียว ขนานกับแกนผลึก c เรียกว่าผลึกแบบแกนเดียว ผลึกแบบไตรคลินิก โมโนคลินิก และออร์โธรอมบิกมีแกนแสงสองแกน และเรียกว่าผลึกแบบสองแกน มุมระหว่างแกนทั้งสองแสดงด้วย 2V [ 8 ] วอกไซต์เป็นผลึกแบบสองแกน
สัญญาณออปติก
แสงที่ไม่โพลาไรซ์จะเดินทางผ่านผลึกไอโซเมตริกโดยไม่เปลี่ยนแปลง ไม่ว่าทิศทางการเดินทางจะเป็นอย่างไรก็ตาม ในผลึกแบบแกนเดียวและแบบสองแกน แสงที่เดินทางในทิศทางใดๆ ก็ตามที่ไม่ใช่ขนานกับแกนแสงจะแตกออกเป็นรังสีโพลาไรซ์สองรังสี คือ รังสีธรรมดาและรังสีพิเศษ รังสีธรรมดาจะเดินทางด้วยความเร็วเท่ากันไม่ว่าทิศทางจะเป็นอย่างไรก็ตาม นี่เป็นผลมาจากระนาบที่มันถูกโพลาไรซ์ ระนาบการโพลาไรซ์ของรังสีพิเศษจะตั้งฉากกับระนาบของรังสีธรรมดา และโดยทั่วไปความเร็วของมันจะแตกต่างกัน สำหรับรังสีที่เดินทางไปตามแกนแสง ความเร็วของรังสีธรรมดาและรังสีพิเศษจะเท่ากัน สำหรับทิศทางอื่นๆ ทั้งหมดในผลึกแบบแกนเดียวและแบบสองแกน ความเร็วจะแตกต่างกัน ผลึกจะเรียกว่าเป็นบวกหากรังสีธรรมดามีความเร็วมากกว่ารังสีพิเศษ และเป็นลบหากเป็นไปในทางตรงกันข้าม[ 8 ] วอกไซต์เป็นแบบสองแกน (+)
การกระจายตัวของแกนแสง
ดัชนีหักเหแปรผันตามความยาวคลื่น (สี) ของแสง ดังนั้นตำแหน่งของแกนแสงในผลึกแบบสองแกน และมุม 2V ระหว่างแกนทั้งสอง จะเปลี่ยนแปลงเมื่อสีของแสงตกกระทบเปลี่ยนไป ปรากฏการณ์นี้มักแสดงในรูปแบบ r > v ซึ่งบ่งชี้ว่า 2V มีค่ามากกว่าสำหรับแสงสีแดงมากกว่าแสงสีม่วง หรือในทางกลับกัน[ 8 ] สำหรับวอไซต์ r > v 2V มีค่ามากกว่าสำหรับแสงสีแดงมากกว่าแสงสีม่วง
เพลโอโครอิซึม
ปรากฏการณ์เพลโอโครอิซึมคือปรากฏการณ์ที่ผลึกปรากฏว่าเปลี่ยนสีเมื่อหมุนในแสงโพลาไรซ์ระนาบ [ 8 ] ซึ่ง เกิดจากการดูดซับแสงที่แตกต่างกันซึ่งสั่นในทิศทางต่างๆ ผลึกไอโซเมตริกไม่สามารถเกิดเพลโอโครอิซึมได้ ผลึกแบบแกนเดียว (สามเหลี่ยม สี่เหลี่ยมจัตุรัส หรือหกเหลี่ยม) อาจแสดงสีที่แตกต่างกันสองสี แต่ไม่ใช่สามสี เมื่อหมุน ดังนั้นจึงเรียกว่าไดโครอิก (สองสี) ผลึกแบบสองแกนอาจแสดงสีที่แตกต่างกันสามสี ดังนั้นจึงเรียกว่าเพลโอโครอิก (หลายสี) วอกไซต์เกิดเพลโอโครอิซึมอย่างมาก ไม่มีสีตามแนวแกน X และ Z และเป็นสีน้ำเงินตามแนวแกน Y
สิ่งแวดล้อม
วอกไซต์เป็นแร่รองที่ได้มาจากการเปลี่ยนแปลงของอะพาไทต์ใน เส้นแร่ดีบุก ไฮโดร เทอร์ มอล พบร่วมกับเวเวลไลต์ Al (PO ) (OH) ·5H O, เม ตาวอกไซต์และพาราวอกไซต์ ณ แหล่งต้นแบบ เหมือง Siglo Veinte (เหมือง Siglo XX) Llallaguaจังหวัด Rafael Bustillo เขต Potosí ประเทศโบลิเวีย[ 9 ]ซึ่งเป็นแหล่งที่พบแร่ชนิดนี้เพียงแห่งเดียว[ 4 ]ตัวอย่างต้นแบบถูกเก็บรักษาไว้ที่พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติสหรัฐอเมริกา วอชิงตัน ดี.ซี.: #97561, #103542
ลิงก์ภายนอก
- "จอร์จ วอกซ์"เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 7 ตุลาคม 2011
- เจโมล