Апатит

Апатит — група фосфатни минерали, обично хидроксиапатит, флуорапатит и хлорапатит, со високи концентрации на OH− , F− и Cl− јони, соодветно, во кристалот. Формулата на смесата од трите најчести крајни елементи е напишана како Ca10(PO4)6(OH,F,Cl)2, а формулите на кристалните единечни ќелии на поединечните минерали се напишани како Ca10(PO4)6(OH)2, Ca10(PO4)6F2 and Ca10(PO4)6Cl2.

Минералот го нарекол апатит германскиот геолог Абрахам Готлоб Вернер во 1786 година,According to Werner himself – (Werner, 1788), p. 85 – the name "apatite" first appeared in print in:
  Gerhard, C.A., Grundriss des Mineral-systems [Outline of the system of minerals] (Berlin, (Germany):  Christian Friedrich Himburg, 1786), p. 281. From p. 281: "Von einigen noch nicht genau bestimmten und ganz neu entdeckten Mineralien. Ich rechne hierzu folgende drei Körper: 1. Den Apatit des Herrn Werners. … "(On some still not precisely determined and quite recently discovered minerals. I count among these the following three substances: 1. the apatite of Mr. Werner. … )
Werner described the mineral in some detail in an article of 1788.
 Werner, A.G. (1788) "Geschichte, Karakteristik, und kurze chemische Untersuchung des Apatits" (History, characteristics, and brief chemical investigation of apatite), Bergmännisches Journal (Miners' Journal), vol. 1, pp. 76–96. On pp. 84–85, Werner explained that because mineralogists had repeatedly misclassified it (e.g., as aquamarine), he gave apatite the name of "deceiver": "Ich wies hierauf diesem Foßile, als einer eigenen Gattung, sogleich eine Stelle in dem Kalkgeschlechte an; und ertheilte ihm, – weil es bisher alle Mineralogen in seiner Bestimmung irre geführt hatte, – den Namen Apatit, den ich von dem griechischen Worte απατάω (decipio) bildete, und welcher so viel as Trügling sagt." (I then immediately assigned to this fossil [i.e., material obtained from underground], as a separate type, a place in the lime lineage; and conferred on it – because it had previously led astray all mineralogists in its classification – the name "apatite", which I formed from the Greek word απατάω [apatáō] (I deceive) and which says as much as [the word] "deceiver".) иако специфичниот минерал кој тој го опишал бил прекласифициран како флуорапатит во 1860 година од страна на германскиот минералог Карл Фридрих Август Рамелсберг. Апатитот често се меша со други минерали. Оваа тенденција се рефлектира во името на минералот, кое е изведено од грчкиот збор ἀπατάω (apatáō), што значи да лаже.

Како хидроксиапатит, тој формира главен дел од забите и коските на ‘рбетните животни.

 Геологија 
Апатитот е многу чест како помошен минерал во магматските и метаморфните карпи, каде што е најчестиот фосфатен минерал. Сепак, појавувањата се обично како мали зрна кои често се видливи единствено во тенок пресек. Грубо кристалниот апатит обично е ограничен на пегматити, гнајс добиен од талог богат со карбонатни минерали, скарнов или мермер. Апатитот се наоѓа и во кластичните седиментни карпи како зрна еродирани од изворната карпа. .The Apatite Mineral Group. minerals.net.  Retrieved on 2020-10-14. Неговото присуство во одредени карпи може да се должи и на распаѓање на животинскиот скелет или таложење на површини, особено рибни лушпи или парчиња коски, од морска вода.  Фосфоритот е седиментна карпа богата со фосфати која содржи дури 80% апатит,  и е присутен како криптокристални маси наречени колофан.  Економични количини на апатит понекогаш се наоѓаат и во нефелинскиот сиенит или во карбонатитите.

Апатитот претставува минерал со вредност 5 на Мосовата скала.  Може да се разликува на терен од берил и турмалин според својата релативна мекост. Често е флуоресцентен под ултравиолетова светлина. 

Апатитот е еден од ретките минерали произведени и употребени од биолошките микро-средински системи.  Хидроксиапатитот (хидроксилапатит) е главна компонента на забната глеѓ и коскениот минерал. Релативно ретка форма на апатит во која повеќето од групите на ОН се отсутни и содржи многу карбонатни и кисели фосфатни супституции, што е голема компонента на коскениот материјал.

Флуорапатитот е поотпорен на киселински напад отколку хидроксиапатитот; во средината на 20 век, било откриено дека заедниците чие снабдување со вода природно содржело флуор имале пониски стапки на кариес. Флуоризираната вода овозможува размена на флуоридни јони во забите за хидроксилни групи во апатитот. Слично на тоа, пастата за заби обично содржи извор на флуоридни анјони (на пр. натриум флуорид, натриум монофлуорофосфат). Премногу флуорид резултира со дентална флуороза и/или скелетна флуороза.

Трагите од цепење кај апатитот најчесто се употребуваат за одредување на топлински истории на орогените појаси и на седиментите во седиментните базени. Датирањето на апатитот со (U-Th)/He е исто така добро утврдено од истражувањата за дифузија на благороден гасза употреба при одредување на топлинските истории  и други, помалку типични примени како што е датирањето на палео-шумски пожари..

 Употреба 
Примарната употреба на апатитот е како извор на фосфат во производството на ѓубрива и во други индустриски намени. Повремено се употребува како скапоцен камен. Мелениот апатит се употребувал како пигмент за теракотната војска на Кина од третиот век п.н.е.,  и во емајлот на династијата Чјинг за метални производи. 

За време на варењето на апатитот со сулфурна киселина за да се добие фосфорна киселина, водород флуорид се произведува како нуспроизвод од која било содржина на флуорапатит. Овој спореден производ е помал индустриски извор на флуороводородна киселина. Апатитот е исто така повремено извор на ураниум и ванадиум, присутни како елементи во трагови во минералот..

Флуоро-хлоро апатитот ја формира основата на денес веќе застарениот халофосфорен фосфорен систем со флуоресцентни цевки. Допантните елементи на манган и антимон, со помалку од еден мол-процент - на местото на калциумот и фосфорот - ја даваат флуоресценцијата, а прилагодувањето на односот флуор-хлор ја менува нијансата на добиената бела боја. Овој систем е речиси целосно заменет со трифосфорен систем.Henderson and Marsden, "Lamps and Lighting", Edward Arnold Ltd., 1972, 
</ref>

Апатитите се исто така предложен материјал за складирање на радиоактивен отпад, заедно со други фосфати..

 Гемологија 
лево|мини|Син апатит, Бразил
Апатитот ретко се употребува како скапоцен камен. Проѕирни камења со чиста боја се фасетирани, а примероците од чатојант се сечат со кабошон. Камењата од чатојант се познати како апатит во облик на мачкино око,  проѕирните зелени камења се познати како камен од аспарагус,  а сините камења се нарекуваат мороксит. .Streeter, Edwin W., Precious Stones and Gems  6th edition, George Bell and Sons, London, 1898, p. 306Доколку кристалите на рутил пораснале во кристалот на апатитот, во вистинско светло, сечениот камен покажува ефект на мачкино око. Главни извори на скапоцен камен апатит се Бразил, Мјанмар и Мексико. Други извори вклучуваат  Канада, Чешка, Германија, Индија, Мадагаскар, Мозамбик, Норвешка, Јужна Африка, Шпанија, Шри Ланка и САД.

 Употреба како руден минерал 
мини|Апатит на фотомикрографски снимки од тенок дел од рудникот за апатит Силињарви. Во вкрстено поларизирана светлина лево, рамнински поларизирана светлина десно.
мини|Рудник за апатит во Силињерви, Финска
Повремено се открива дека апатитот содржи значителни количини на реткоземни елементи и може да се употребува како руда за тие метали.Salvi S, Williams-Jones A. 2004. Alkaline granite-syenite deposits. In Linnen RL, Samson IM, editors. Rare element geochemistry and mineral deposits. St. Catharines (ON): Geological Association of Canada. pp. 315–41  Ова е подобро од традиционалните реткоземни руди како што е моназитот, Haxel G, Hedrick J, Orris J. 2006. Rare earth elements critical resources for high technology. Reston (VA): United States Geological Survey. USGS Fact Sheet: 087-02. бидејќи апатитот не е многу радиоактивен и не претставува опасност за животната средина во рудниците. Сепак, апатитот често содржи ураниум и неговите подеднакво радиоактивни нуклиди од синџирот на распаѓање. 

Градот Апатити во арктичкиот север на Русија е именуван според неговите рударски операции за овие руди.

Апатитот е руден минерал во проектот за ретки метали во езерото Хоидас. Great Western Minerals Group Ltd. | Projects – Hoidas Lake, Saskatchewan . Gwmg.ca (2010-01-27). Retrieved on 2011-07-24.

 Термодинамика 
Стандардните топлински ефекти во кристална состојба на хидроксиапатит, хлорапатит и прелиминарната вредност за бромапатит, се утврдени со калориметрија на реакција-раствор. Шпекулациите за постоењето на можен петти член од семејството калциум апатит, јодоапатит, се извлечени од енергетски размислувања. 

Структурните и термодинамичките својства на кристалните хексагонални калциумови апатити, Ca10 (PO4)6(X)2 (X= OH, F, Cl, Br), се испитани со користење на целоатомен Борн-Хагинс-Мајеров потенцијалSee:  Born-Huggins-Mayer potential (SklogWiki) со техника на молекуларна динамика. Точноста на моделот од Круз и неговите соработниц (2005)  на собна температура и атмосферски притисок била проверена во однос на структурните податоци на кристалот, со максимални отстапувања од  за халоапатитите и 8% за хидроксиапатитот. Симулациите под висок притисок, во опсег од 0,5–75 kbar, биле извршени со цел да се процени коефициентот на изотермна компресибилност на тие соединенија. Деформацијата на компресираните цврсти тела е секогаш еластично анизотропна, при што BrAp покажува значително различно однесување од оние прикажани од HOAp и ClAp. Податоците за pV под висок притисок биле прилагодени на равенката на состојба Парсафар-Мејсон Parsafar, Gholamabbas and Mason, E.A. (1994) "Universal equation of state for compressed solids," Physical Review B Condensed Matter, 49 (5)  :  3049–60.   со точност поголема од 1%. 

Моноклинските цврсти фази Ca10(PO4)6 (X)2 (X = OH, Cl) и стопеното соединение на хидроксиапатит се исто така проучени со молекуларна динамика.

 Месечева наука 
Месечевите камења собрани од астронаутите за време на програмата Аполо содржат траги од апатит. По новите сознанија за присуството на вода на Месечината, повторната анализа на овие примероци во 2010 година открила вода заробена во минералот како хидроксил, што довело до проценки за вода на површината на Месечината со брзина од најмалку 64 делови на милијарда. 100 пати поголемо од претходните проценки и дури 5 делови на милион.  Доколку минималната количина на вода заробена со минерали хипотетички се претвори во течност, таа би ја покрила површината на Месечината со приближно еден метар вода. Fazekas, Andrew "Moon Has a Hundred Times More Water Than Thought" National Geographic News (June 14, 2010). News.nationalgeographic.com (2010-06-14). Retrieved on 2011-07-24.

 Био-исцедување 
Ектомикоризалните габи Suillus granulatus и Paxillus involutus можат да ослободат елементи од апатит. Ослободувањето на фосфат од апатит е една од најважните активности на микоризните габи, кои го зголемуваат внесувањето на фосфор во растенијата. 

 Апатит група и супергрупа 
Апатитот е прототип на класа на хемиски, стеохиметриски или структурно слични минерали, биолошки материјали и синтетички хемикалии.J.C. Elliott, Structure and Chemistry of the Apatites and Other Calcium Orthophosphates (1994)  Оние кои се најслични на апатитот се познати и како апатити, како што се оловниот апатит (пироморфит) и бариумскиот апатит (алфорзит). Похемиски различни минерали од супергрупата на апатит вклучуваат беловити, бритолити, елестадити и хедифани.

Апатитите се испитувани за нивната потенцијална употреба како пигменти (земноалкални апатити допирани со бакар), како фосфорни и за впивање и имобилизација на отровни тешки метали.

Кај апатитните минерали, стронциумот, бариумот и оловото можат да се заменат за калциум; арсенатот и ванадатот за фосфат; а конечниот балансирачки анјон може да биде флуорид (флуорапатити), хлорид (хлорапатити), хидроксид (хидроксиапатити) или оксид (оксиапатити). Синтетичките апатити додаваат хипоманганат, хипохромат, бромид (бромоапатити), јодид (јодоапатити), сулфид (сулфоапатити) и селенид (селеноапатити). Докази за природна замена на сулфид биле пронајдени во примероци од месечевите карпи. 

Понатаму, компензаторната супституција на моновалентни и тривалентни катјони за калциум, на дибазни и тетрабазни анјони за фосфат и на балансирачкиот анјон, може да се случи во поголем или помал степен. На пример, кај биолошките апатити постои значителна супституција на натриум за калциум и карбонат за фосфат, кај белитот натриумот и цериумот или лантан заменуваат пар двовалентни метални јони, кај германат-пироморфитот германат го заменува фосфатот и хлоридот, а кај елестадитите силикат и сулфат ги заменуваат паровите фосфатни анјони. Металите кои формираат помали двовалентни јони, како што се магнезиумот и железото, не можат значително да ги заменат релативно големите јони на калциум, но може да бидат присутни во мали количини. 

 Наводи 

 Надворешни врски 

Категорија:Фосфатни минерали
Категорија:Шестаголни минерали
Категорија:Халидни минерали
Категорија:Радиоактивни минерали
Категорија:Скапоцени камења
Категорија:Минерали на калциумот