Granaatsteen

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Jump to navigation Jump to search
Hierdie artikel handel oor die halfedelsteen. Vir die plant en sy vrug, sien pomegranaat.
Granaatsteen
Garnet cut.JPG  
Nickel-Strunz (10) 9.AD.25  
Ruimtegroep Ia3d 
Strukturbericht-kode S1₄ 
Garnet s.jpg
* Lys van minerale

Granaat is 'n groep minerale met dieselfde kubiese struktuur. Van die lede is almandiet, piroop, spessatiet, andradiet, grossulariet en uvaroviet.[1] Granate word gewoonlik as halfedelstene beskou omdat hulle hardheid gewoonlik 7 (Mohs) of minder is.

Aanwendings[wysig | wysig bron]

Granaat is hard genoeg dat dit talle aanwendings in die tegniek het. In die Verenigde State word dit hoofsaaklik as 'n skuurmiddel gebruik, veral vir waterstraalsny.[2]

Vorming[wysig | wysig bron]

Granate word veral gevorm naby konvergente plaatrande waar aluminiumryke skalie onder hoë druk en hoë temperature metamorfose ondergaan.[2]

Struktuur[wysig | wysig bron]

Die argetipiese formule is Ca3Al2(SiO4)3. Die algemene formule X3Y2(ZO4)3. Granate is nesosilikate met tetraëdriese SiO4-groepe.

Die granaatstruktuur is kubies, maar die eenheidsel is taamlik groot (a is ongeveer 12 A). Die sel bevat 8 formule-eenhede, dws 160 atome in totaal. Die drie soorte atome (24Ca, 16Al en 24Si) is in holtes tussen die 96 suurstofatome. Daar is drie verskillende holtes. Die kleinste tetraëdriese holte (Z) word gewoonlik deur Si ingeneem, maar soms deur atome soos Ge of Fe. Die aluminiumholte [Y] is oktaëdries en dit kan deur talle ander elemente vervang word. Die grootste holte {X} is 'n vervormde kubus, hoewel dit soms ook as dodekaëder benoem word - en word in die argetipe deur kalsium ingeneem, maar ook hierdie kan vervang word.[3]

Beskrywing van die granaatstruktuur se posisies
Holte {X} [Y] (Z)
Puntsimmetrie 222 3 4 1
Ruimtegroepposisie 24c 16a 24d 96h
Argetipiese besetting {Ca₃} [Al2] (Si3) O12
Koördinasiegetal 8 6 4
Poliëder Vervormde kubus oktaëder tetraëder

Die grootte van die eenheidsel wissel afhanklik van watter element die drie soorte holtes beset. Die volgende tabel gee 'n idee van die verskeidenheid aan elemente wat 'n granaatstruktuur kan oplewer. Hierdie gegewens is gebaseer op sintetiese granate met 'n bekende, vaste samestelling. Natuurlike granate kan baie wissel in hulle samestelling. Hulle is gewoonlik mengkristalle. Chemiese ontleding van 'n bepaalde grossularietkristal het byvoorbeeld die samestelling {Ca2,84Mg0,18}[Al1,63Fe0,25Mg0,11Ti0,02](Si2,96Al0,06)O12 opgelewer.[3]

{X} [Y] (Z) a
Ca2+ Al3+ Si4+ 1,1851
Mg2+ Al3+ Si4+ 1,1459
Ca2+ Sc3+ Si4+ 1,227
Ca2+ V3+ Si4+ 1,209; 1,2070; 1,2068
Ca2+ Cr3+ Si4+ 1,200; 1,1999
Ca2+ Fe3+ Si4+ 1,2048; 1,2059, 1,2067
Ca2+ Ga3+ Si4+ 1,200
Ca2+ In3+ Si4+ 1,235
Mn2+ Al3+ Si4+ 1,1621
Mn2+ Fe3+ Si4+ 1,182
Fe2+ Al3+ Si4+ 1,1526
Co2+ Al3+ Si4+ 1,1471
Cd2+ Al3+ Si4+ 1,182
Cd2+ V3+ Si4+ 1,209
Ca2+ Al3+ Ge4+ 1,212
Ca2+ Sc3+ Ge4+ 1,2504
Ca2+ V3+ Ge4+ 1,2320
Ca2+ Cr3+ Ge4+ 1,2265; 1,2275
Ca2+ Mn3+ Ge4+ 1,2325
Ca2+ Fe3+ Ge4+ 1,2320; 1,2312
Ca2+ Ga3+ Ge4+ 1,2251
Ca2+ In3+ Ge4+ 1,262; 1,259
Ca2+ Rh3+ Ge4+ 1,235
Ca2+ Y3+ Ge4+ 1,2805
Ca2+ Dy3+ Ge4+ 1,283
Ca2+ Ho3+ Ge4+ 1,281
Ca2+ Er3+ Ge4+ 1,2785
Ca2+ Tm3+ Ge4+ 1,2765
Ca2+ Yb3+ Ge4+ 1,274
Ca2+ Lu3+ Ge4+ 1,273
Sr2+ Sc3+ Ge4+ 1,2785
Sr2+ In3+ Ge4+ 1,287; 1,288
Sr2+ Y3+ Ge4+ 1,3085; 1,3091
Sr2+ Ho3+ Ge4+ 1,309
Sr2+ Er3+ Ge4+ 1,3065
Sr2+ Tm3+ Ge4+ 1,304
Sr2+ Yb3+ Ge4+ 1,303
Sr2+ Lu3+ Ge4+ 1,301
Mn2+ Al3+ Ge4+ 1,1902
Mn2+ V3+ Ge4+ 1,2125; 1,2099
Mn2+ Cr3+ Ge4+ 1,2027
Mn2+ Fe3+ Ge4+ 1,2087
Mn2+ Ga3+ Ge4+ 1,2043
Cd2+ Al3+ Ge4+ 1,2077
Cd2+ Sc3+ Ge4+ 1,2447
Cd2+ V3+ Ge4+ 1,229
Cd2+ Cr3+ Ge4+ 1,2213
Cd2+ Mn3+ Ge4+ 1,227
Cd2+ Fe3+ Ge4+ 1,2261
Cd2+ Ga3+ Ge4+ 1,2191
Cd2+ In3+ Ge4+ 1,2515
Cd2+ Rh3+ Ge4+ 1,2285
Y3+ Al3+ Al3+ 1,2002
Gd3+ Al3+ Al3+ 1,2111
Tb3+ Al3+ Al3+ 1,2074
Dy3+ Al3+ Al3+ 1,2042
Ho3+ Al3+ Al3+ 1,2011
Er3+ Al3+ Al3+ 1,1981
Tm3+ Al3+ Al3+ 1,1957
Yb3+ Al3+ Al3+ 1,2002
Lu3+ Al3+ Al3+ 1,1912
Y3+ Fe3+ Fe3+ 1,2376
Sm3+ Fe3+ Fe3+ 1,2529
Eu3+ Fe3+ Fe3+ 1,2518; 1,2498
Gd3+ Fe3+ Fe3+ 1,2475
Tb3+ Fe3+ Fe3+ 1,2442
Dy3+ Fe3+ Fe3+ 1,2409
Ho3+ Fe3+ Fe3+ 1,2377
Er3+ Fe3+ Fe3+ 1,2348
Tm3+ Fe3+ Fe3+ 1,2002
Yb3+ Fe3+ Fe3+ 1,2296
Lu3+ Fe3+ Fe3+ 1,2280
Y3+ Ga3+ Ga3+ 1,2275
Pr3+ Ga3+ Ga3+ 1,2545
Nd3+ Ga3+ Ga3+ 1,2506
Sm3+ Ga3+ Ga3+ 1,2433
Eu3+ Ga3+ Ga3+ 1,2402
Gd3+ Ga3+ Ga3+ 1,2375
Dy3+ Ga3+ Ga3+ 1,2307
Er3+ Ga3+ Ga3+ 1,2255
Yb3+ Ga3+ Ga3+ 1,2202
Lu3+ Ga3+ Ga3+ 1,2185

Die tabel hierbo bevat nie alle elemente wat in 'n granaatstruktuur ingebou kan word nie. Litium, natrium koper en sink kan byvoorbeeld ook daarin aangetref word. Die optiese en magnetiese eienskappe van 'n granaat hang sterk af van watter elemente dit bevat en in watter holtes hulle teenwoordig is. Yster kan byvoorbeeld in al drie holtes gevind word. Suiwer yttriumaluminiumgranaat is byvoorbeeld kleurloos en diamagneties, maar as 'n deel van die yttrium deur neodimium vervang word, kry die kristal 'n kleur en word dit paramagneties. Sulke kristalle word dikwels in lasers aangewend.

Verwysings[wysig | wysig bron]