Анатаз

В своё время пристальное внимание учёных привлекла кристаллическая структура анатаза - одной из трёх полиморфных модификаций диоксида титана. Совершенные кристаллы этого минерала представляют несомненный интерес и с коллекционной точки зрения.

Hазвание этого любопытного окисла титана происходит от греческого слова «анатасис», что значит «удлинение». Действительно, некоторые кристаллы анатаза имеют призматическую удлинённую форму с гранями дипирамиды на концах. Впрочем, более характерны дипирамидальные кристаллы, близкие по форме к октаэдрам - недаром раньше анатаз называли октаэдритом. Встречаются дипирамиды как с острыми, так и с усечёнными вершинами.

Свойства анатаза

Формула

TiO2

Класс

Окислы

Сингония

Тетрагональная

Твердость

5.5 - 6

Спайность

Совершенная

Излом

Раковистый

Блеск

Алмазный

Металловидный

Цвет черты

Бесцветный

Где встречается анатаз

Несмотря на то, что анатаз - самый редкий из трёх минералов, образованных диоксидом титана, крупные месторождения есть в ряде штатов США, а также в Англии, Австрии, Бразилии, Французских Альпах и швейцарской долине Биненталь. В России анатаз известен на Урале.

Алмазный блеск

Как правило, анатаз окрашен в серый или синий цвета. Реже попадаются жёлтые, красноватые, коричневые и чёрные образцы. Одна из характерных особенностей анатаза - алмазный блеск. Впрочем, и два других окисла титана рутил и брукит - обладают этим же свойством. Нередко анатаз ассоциирует с этими минералами, а также с кальцитом, гематитом, кварцем.

Происхождение

Процесс образования анатаза протекает в различных геологических условиях. Он встречается в пегматитах, а также слюдяных и хлоритовых кристаллических сланцах. Хорошо сформированные кристаллы анатаза в ассоциации с кварцем типичны для так называемых альпийских жил. Анатаз достаточно твёрд, чтобы противостоять эрозии, поэтому он накапливается в россыпях.

Три минерала одна формула
В зависимости от условий кристаллизации, прежде всего давления и температуры, вещество с одним и тем же химическим составом может образовывать минералы с разной кристаллической структурой и, соответственно, разными физическими свойствами. Это явление называется полиморфизмом, что в переводе с греческого означает «многоформность».
Особый случай: триморфизм
Рутил, брукит и анатаз представляют собой три полиморфных модификации оксида титана. Анатаз и рутил кристаллизуются в тетрагональной сингонии, а брукит - в ромбической. Атомы титана и кислорода в структурах каждого из этих минералов распределены по-своему.

Скрытый цвет

В небольших количествах анатаз присутствует практически во всех площадных корах выветривания, образованных по разным породам. Этот минерал представляет огромный интерес для науки и промышленности.

Для анатаза характерна высокая дисперсия света, проходящего через камень. Прибавьте сюда алмазный блеск, и вы поймёте, почему ограненные кристаллы анатаза не раз использовались как подделка под бриллианты. Красота анатаза бесспорна. Но ещё более ценны его полезные свойства, благодаря которым он широко применяется в промышленности.

Белый пигмент

Хотя анатаз может быть окрашен в разные цвета - от желтого и коричневого до синего и черного, его цветные разности не представляют большого промышленного интереса. А вот с диоксидом титана белого цвета всё обстоит иначе. Это самый ценный из существующих белых пигментов, используемый для изготовления широкой гаммы красок и синтетических эмалей.

В борьбе за чистоту

За счёт особенностей расположения атомов титана и кислорода в кристаллической структуре анатаз имеет огромную относительную площадь поверхности при дроблении его на мельчайшие частицы. Это сделало анатаз одним из ключевых ингредиентов современных систем очистки газов от токсичных веществ. Анатаз обеспечивает наибольшую поверхность контакта активных компонентов химических фильтров с этими веществами, помогая их уничтожить или преобразовать.

Некоторые из катализаторов, используемых для минимизации вредных атмосферных выбросов ТЭЦ, изготовлены из смеси диоксида титана, пентаоксида ванадия и оксида вольфрама. Анатаз применяется в них в качестве усилителя активных компонентов.

Анатаз против углерода-14

В 1950 году Пол Меллон передал в дар Йельскому университету (США) старинную карту, на которой были запечатлены вполне узнаваемые контуры атлантического побережья Северной Америки. Радиоуглеродный анализ, измеряющий содержание радиоактивного изотопа углерода 14С по отношению к стабильным изотопам этого элемента, указывал на её подлинность, что имело огромное значение для науки.

Получалось, что Америка была открыта Викингами на полвека раньше, чем Колумбом. Эта спорная карта стала известна под названием «карты Винланда» - именно так обозначалась на ней Гренландия. Позднее было неопровержимо доказано, что карта нарисована после 1920 года на пергаменте XV века. Доказательством обмана стало присутствие в чернилах, которыми был написан текст, анатаза. Дело в том, что применять оксид титана для изготовления чернил начали только со второго десятилетия ХХ века.

Знаете ли вы, что...
Первый случай полиморфизма открыл французский кристаллограф и минералог Рене-Жюст Гаюи (1743-1822), исследовавший карбонат кальция в виде кальцита и арагонита. Об открытии полиморфизма было объявлено в 1821 году немецким химиком Эйльхардом Мичерлихом.