Granaatsteen
- Hierdie artikel handel oor die halfedelsteen. Vir die plant en sy vrug, sien pomegranaat.
| Granaatsteen | |
|---|---|
| |
| Nickel-Strunz (10) | 9.AD.25 |
| Ruimtegroep | Ia3d |
| Strukturbericht-kode | S1₄ |
| |
| * Lys van minerale | |
Portaal  Geologie
| |
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]- ↑ "mindat 1755" (in Engels). Geargiveer vanaf die oorspronklike op 7 Mei 2020.
- ↑ 2,0 2,1 "geology.com" (in Engels). Geargiveer vanaf die oorspronklike op 1 Mei 2020.
- ↑ 3,0 3,1 Crystal chemistry of the garnets, S. Geller Zeitschrift für Kristallographie, 125, bls. 1-47 (1967).
