Торбернит

Торбернитот, познат и како халколит, — релативно чест минерал со хемиска формула Cu[(UO<sub>2</sub>)(PO<sub>4</sub>)]<sub>2</sub>·12H<sub>2</sub>O. Тоа е радиоактивен, хидриран зелен бакар уранил фосфат, кој се наоѓа во гранити и други наоѓалишта кои содржат ураниум како секундарен минерал. Хемиската формула на торбернитот е слична на онаа на автонитот во кој катјонот Cu2<sup>+</sup> го заменува катјонот Ca2<sup>+</sup>. Торбернитот има склонетост да дехидрира во метаторбернит со збирна формула Cu[(UO<sub>2</sub>)(PO<sub>4</sub>)]<sub>2</sub>·8H<sub>2</sub>O.
1 Етимологија и историја
Торбернитот за прв пат бил пронајден во рудникот Георг Вагсфорт во близина на Јохангеоргенштат во Рудните Планини во Саксонија. За првпат бил споменат во 1772 година од Игнац фон Борн во своето дело ''Lythophylacium Bornianum'', нарекувајќи го „''mica viridis crystallina'' (зелен кристален лискун од Јохангеоргенштат, Саксонија). Во 1780 година, Абрахам Готлоб Вернер го користел делото на Борн и го опишува минералот подетално, нарекувајќи го прво „grüner Glimmer“ (зелен лискун), а подоцна го нарекува „торбернит“ во чест на шведскиот минералог и хемичар Торберн Олоф Бергман (1735–1784).
2 Класификација
Според Меѓународното минералошко здружение (МЗ), кое последен пат го ажурирал својот список во 2009 година, системот ''Nickel-Strunz'' го наведува торбернитот во делот „уранил фосфати и арсенати“. Таму е дел од подделот „UO<sub>2</sub> : RO<sub>4</sub> = 1 : 1“, формирајќи ја автунитната група заедно со аутунит, хеинрихит, калерит, кирхејмерит , метараухит, новочекит-I, новачекит-II, салеит, ураноцирцит I, ураноцирцит II, зеуноспинит.
Дана го групира минералот во класата „фосфати, арсенати и ванадати“, во делот „хидрирани фосфати итн.“ во неименувана група со метаторбернит, број 40.02a.13.
3 Кристална структура
Торбернитот кристализира во тетрагоналната просторна група ''I''4/ ''mmm'' со параметри на решетката ''a'' = 7.0267(4) Å и ''c'' = 20.807(2) Å и 2 формулни единици по единична ќелија.
Во едно истражвање од 2003 година, употребувајќи свежи, синтетички кристали, Локок и Бернс ги споредиле кристалните структури на бакарните уранил фосфати торбернит, Cu[(UO<sub>2</sub>)(PO<sub>4</sub>)]<sub>2</sub>(H<sub>2</sub>O)<sub>12</sub> и метаторбернит, Cu[(UO<sub>2</sub>)(PO<sub>4</sub>)]<sub>2</sub>(H<sub>2</sub>O)<sub>8</sub> со оние на бакарните уранил арсенати зеунерит, Cu[(UO<sub>2</sub>)(AsO<sub>4</sub>)]<sub>2</sub>(H<sub>2</sub>O)<sub>12</sub> и метазеунерит, Cu[(UO<sub>2</sub>)(AsO<sub>4</sub>)]<sub>2</sub>(H<sub>2</sub>O)<sub>8</sub>. Во овие испитувања тие конечно биле во можност да ја анализираат кристалната структура на торбернитот за прв пат и да добијат значително попрецизна анализа за структурата на метаторбернитот, во споредба со претходните студии (Макаров и Тобелко <i>R1 = 25%, Рос и неговите соработници ''R1'' = 9,7%, Стергиу и др. ''R1'' = 5,6%, Калос и Кенард ''R1'' = 9,2% наспроти Локок и Бернс ''R1'' = 2,3%).
Истражувањето покажува дека торбернитот е изоструктурен во однос на зеунеритот, а метаторбернитот е изоструктурен во однос на метазеунеритот. Сите четири соединенија се од слоевит тип на автонит со структурен мотив [(UO<sub>2</sub>)(XO<sub>4</sub>)]<sup>−</sup> (со X = P или As). Јоните Cu2<sup>+</sup> се координирани на квадратно-рамнински начин од молекулите на водата во сите овие соединенија, а понатаму се координираат со атомите на уранил кислород, формирајќи октаедри со Јан-Телерова дисторзија. Дополнителните молекули на вода се држат во кристалната структура само со водородни мостови.
4 Метаторбернит
Торбернитот лесно дехидрира во метаторбернит со збирна формула Cu[(UO<sub>2</sub>)(PO<sub>4</sub>)]<sub>2</sub>(H<sub>2</sub>O)<sub>8</sub>. Се формира како торбернитни гребнатини, а може да се добие и со вештачко загревање на торбернитот над 75°C. Кристалите се прилично непроѕирни и само слабо проѕирни со стаклен сјај.
Метаторбернитот кристализира тетрагонално-дипирамидално во просторната група ''P4'' / ''n'' со параметри на решетката ''a'' = 6.9756(5) Å и ''c'' = 17.349(2) Å и две формулни единици по единична ќелија.
Кристалната структура на метаторбернитот е различна од торбернитот бидејќи секој втор слој на уранил фосфат е поместен за околу половина од должината на кристалографската ''α-'' оска во насоките [100] и [010]. Анализата на Локок и Бернс го потврдува откритието на Стергиу и неговите соработници дека јоните на Cu<sup>2+</sup> имаат само 88% кристалографска зафатеност. Авторите претпоставуваат дека со протонирање на некои од молекулите на водата постои компензација на полнежот за електронска неутралност, како што е дискутирано со минералот черниковит. Истото го постулираат истите автори и за аутунит. Поради ограничувањата на дифракцијата на Х-зраци, овој постулат практично не е проверлив со овој метод.
Анализата на Локок и Бернс покажала осум молекули вода по формулна единица во метаторбернитот. Ова е во согласност со делата на Артур Франсис Халимонс и Курт Валента, кои покажуваат дека различните чекори на хидратација помеѓу торбернитот и метаторбернитот имаат јасни граници, а содржината на вода во секое соединение останува константна и не варира, за разлика од, на пример, како што се гледа кај минералите од зеолитната група. Затоа, не смеат да се употребат формули за сумирање што означуваат различни степени на вода за торбернитот и метаторбернитот.
5 Својства
5.1 Морфологија
Минералот често се среќава како мали тенки плочести кристали, но може да биде и лушпест или прашкаст. Поретки се подебелите плочи, кои личат на наредени карти. Почести од овие се дипирамидалните форми.
5.2 Физички и хемиски својства
Поради содржината на ураниум од околу 48%, материјалот е силно радиоактивен . Според формулата, специфична активност од 85,9 k Bq /g може да се даде (за споредба: природен калиум: 0,0312 kBq/g).
За разлика од неговиот калциумов аналог, аутинитот, минералот не флуоресцира. Минералот е многу кршлив. Неговата тврдост на Мосовата скала е помеѓу 2 и 2,5.
6 Појава и локалитети
Торбернитот се формира како секундарен минерал во зоната на оксидација на ураниумските руди. Често се среќава во парагенеза со автонит, метаторбернит, уранинит, зеунерит и, многу ретко, со гаутиерит.
Торбернитот е релативно чест, а низ целиот свет има повеќе од 1100 документирани локалитети познати до 2022 година Во Германија е познат не само според неговиот типски локалитет Јохангеоргенштат, туку и од други области во Рудните Планини, како и од Црната Шума, Фихтелските Планини, Баварската Шума, Тирингиската Шума . Понатамошни локалитети се во Аргентина, Австралија, Австрија, Белгија, Боливија, Бразил, Канада, Чиле, Кина, Чешка, Демократска Република Конго, Франција, Габон, Ирска, Италија, Јапонија, Мадагаскар, Мексико, Намибија, Норвешка, Полска, Португалија, Романија, Словачка, Словенија, Шпанија, Јужна Африка, Швајцарија, Таџикистан, Узбекистан, Обединетото Кралство и САД.
7 Мерки на претпазливост
Поради вродената отровност на ураниумските соединенија, примероците од овој минерал треба да се чуваат во херметички затворени стаклени тегли.
8 Наводи