Хатонит

Хатонит — ториумски незосиликатен минерал со хемиска формула кој кристализира во моноклински систем. Тој е диморфен со четириаголен торит, и изоструктурален со моназит. Како редок минерал, хатонит образува проѕирни или полупроѕирни кристали со кремаста боја. Првпат бил идентификуван во примероци од плажни песоци од регионот на Западен Брег во Нов Зеланд од минералогот Колин Озборн Хатон (1910–1971). Поради неговата реткост, хатонитот нема индустриска примена.
1 Појава
Хатонитот првпат бил опишан во 1950 година од плажни песоци и флувиоглацијални наслаги во Јужен Вестланд, Нов Зеланд, каде што бил пронајден како анедрални зрна со максимална димензија не поголема од 0,2 mm. Најзастапен е во песокот на Плажата Гилеспис, во близина на ледникот Фокс, што претставува типска локација, каде што се јавува заедно со шелит, каситерит, циркон, ураноторит, илменит и злато. Бил пронајден на уште шест блиски локалитети во помали количества. Хатонитот бил издвоен од песокот прво со фракционирање во јодометан, а потоа електромагнетски. Чисти примероци подоцна биле добиени со рачно издвојување на зрната хатонит под микроскоп. Ова било изведено или во присуство на краткобранова (2540 Å) флуоресцентна светлина, каде што матно белата флуоресценција го разликува од шелитот (флуоресцира сино) и цирконот (флуоресцира жолто), или со претходно вриење на нечистиот примерок во хлороводородна киселина за да се предизвика оксидна површина на шелитот и да се овозможи рачно издвојување под видлива светлина.
Хатон предложил дека хатонитот содржан во плажниот песок и флувиоглацијалните наслаги потекнува од отагиските шкрилци или од пегматитски вени во Јужните Алпи.
Покрај Нов Зеланд, хатонит е пронајден во гранитни пегматити кај Богатиња, Полска каде што е поврзан со чералит, торогумит и нингиоит; како и во нефелин сиенити во Бревик, Норвешка.
2 Физички својства
Хатонитот најчесто се јавува како анедрални зрна без надворешни кристални лица. Обично е безбоен, но се појавува и во бои како кремаста и бледожолта. Има бела прашкаста трага. Има тврдост 4,5 и покажува изразено цепење паралелно со c-оската [001] и слабо изразено цепење долж a-оската [100].
3 Структура
Хатонит е ториумски несосиликат со хемиска формула . По масен состав се состои од 71,59% ториум, 19,74% кислород и 8,67% силициум. Хатонитот се наоѓа многу блиску до својата идеална стехиометриска композиција, при што примесите придонесуваат со помалку од 7% молен удел. Најзначајни забележани нечистотии се и .
Хатонитот кристализира во моноклинскиот систем со просторна група P2<sub>1</sub>/''n''. Единичната ќелија содржи четири ThSiO<sub>4</sub> единици и има димензии ''a'' = 6.784 ± 0.002Å, ''b'' = 6.974 ± 0.003Å, ''c'' = 6.500 ± 0.003Å и меѓуосен агол ''β'' = 104.92 ± 0.03<sup>o</sup>. Структурата е на несосиликат — дискретни SiO<sub>4</sub><sup>2−</sup> тетраедри кои координираат ториумски јони. Секој ториум има координационен број девет. Аксијално, четири кислородни атоми, кои ги претставуваат рабовите на два SiO<sub>4</sub> мономери од спротивни страни на ториумскиот атом, формираат (–SiO<sub>4</sub>–Th–) ланец паралелен со ''c''-оската. Екваторијално, пет речиси планарни кислородни атоми, кои претставуваат темиња на различни силикатни тетраедри, го координираат секој ториум. Должините на аксијалните Th–O врски се 2.43 Å, 2.51 Å, 2.52 Å и 2.81 Å, а на екваторијалните врски 2.40 Å, 2.41 Å, 2.41 Å, 2.50 Å и 2.58 Å. Si–O врските се речиси еднакви, со должини 1.58 Å, 1.62 Å, 1.63 Å и 1.64 Å.
Хатонитот е изоструктурален со моназит. Замена на реткоземните елементи и фосфорот во моназит со ториум и силициум во хатонит може да доведе до создавање на цврст раствор. Кај крајниот член хатонит, забележана е континуирана замена на ториумот со реткоземни елементи до 20% по маса. Замена на ториум во моназит е забележана до 27% по маса. Замена на PO<sub>4</sub> со SiO<sub>4</sub> исто така се јавува, поврзана со внесување на флуорид, хидроксид и метални јони.
Хатонитот е диморфен со торит. Торитот кристализира во повисокосиметрична и понискогуста тетрагонална форма во која ториумските атоми се координирани со еден кислороден атом помалку, во октаедрална поставеност. Торитот е стабилен на пониски температури од хатонитот; при 1 атмосфера, фазниот премин торит–хатонит се случува помеѓу 1210 и 1225 °C. Со зголемување на притисокот, температурата на преминот се зголемува. Оваа релативно висока температура на премин се смета дека ја објаснува релативната реткост на хатонитот во Земјината кора. За разлика од торитот, хатонитот не е подложен на метамиктизација.