क्रिस्टोबलाइट

Cristobalite
Cristobalite spherulites formed by devitrification from the obsidian matrix. Specimen from California, USA; size: 5.9 cm × 3.8 cm × 3.8 cm (2.3 in × 1.5 in × 1.5 in).
सामान्य
श्रेणी	Oxide mineral, quartz group
Formula (repeating unit)	SiO2
आईएमए प्रतीक	Crs
स्ट्रुन्ज़ वर्गीकरण	4.DA.15
दाना वर्गीकरण	75.1.1.1
क्रिस्टल सिस्टम	Tetragonal
क्रिस्टल क्लास	Trapezohedral (422)
अंतरिक्ष समूह	P41212, P43212
यूनिट सेल	a = 4.9709(1) Å, c = 6.9278(2) Å; Z = 4 (α polytype)
Structure
Jmol (3D)	Interactive image
Identification
Color	Colorless, white
क्रिस्टल की आदत	Octahedra or spherulites up to several cm in diameter
ट्विनिंग	on {111}
फ्रैक्चर	Conchoidal
दृढ़ता	Brittle
Mohs scale hardness	6–7
Luster	Vitreous
स्ट्रीक	White
डायफेनिटी	Transparent
विशिष्ट गुरुत्व	2.32–2.36
ऑप्टिकल गुण	Uniaxial (−)
अपवर्तक सूचकांक	nω = 1.487 nε = 1.484
बिरफ्रेंसेंस	0.003
प्लोक्रोइज्म	None
गलनांक	1,713 °C (3,115 °F) (β)
संदर्भ

क्रिस्टोबलाइट (/krɪˈstoʊbəˌlaɪt/) सिलिकॉन डाइऑक्साइड का एक खनिज बहुरूपता (पदार्थ विज्ञान) है जो बहुत उच्च तापमान पर बनता है। इसका रासायनिक सूत्र क्वार्ट्ज, SiO के समान है₂, लेकिन एक अलग क्रिस्टल संरचना। क्वार्ट्ज और क्रिस्टोबलाइट दोनों ही क्वार्ट्ज समूह के सभी सदस्यों के साथ पॉलीमॉर्फ हैं, जिसमें कोसाइट , ट्राइडिमाइट और छंद भी शामिल हैं। इसका नाम पचुका नगर पालिका, हिडाल्गो (राज्य), मेक्सिको में सेरो सैन क्रिस्टोबल के नाम पर रखा गया है।

यह दंत चिकित्सा में alginate छाप सामग्री के एक घटक के साथ-साथ दांतों के मॉडल बनाने के लिए प्रयोग किया जाता है।

गुण

मेटास्टेबिलिटी

क्रिस्टोबलाइट केवल 1470 डिग्री सेल्सियस से ऊपर स्थिर है, लेकिन क्रिस्टलाइज हो सकता है और कम तापमान पर मेटास्टेबल बना रह सकता है। अपनी थर्मोडायनामिक स्थिरता सीमा के बाहर क्रिस्टोबलाइट की दृढ़ता इसलिए होती है क्योंकि क्रिस्टोबलाइट से क्वार्ट्ज या ट्राइडिमाइट में संक्रमण पुनर्निर्माण होता है, जिसके लिए सिलिका ढांचे को तोड़ने और सुधारने की आवश्यकता होती है। ये ढांचे सिलिकॉनऑक्सीजन से बने होते हैं₄ टेट्राहेड्रा जिसमें प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु को पड़ोसी टेट्राहेड्रोन के साथ साझा किया जाता है, ताकि सिलिका का रासायनिक सूत्र सिलिकॉनऑक्सीजन हो₂. क्रिस्टोबलाइट को ट्राइडिमाइट और क्वार्ट्ज में बदलने के लिए आवश्यक इन बंधनों को तोड़ने के लिए काफी सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है और यह कमरे के तापमान पर मानव समय सीमा पर नहीं हो सकता है। फ्रेमवर्क सिलिकेट को सिलिकेट खनिज # टेक्टोसिलिकेट के रूप में भी जाना जाता है।

जब विकांचीकरण सिलिका, क्रिस्टोबलाइट आमतौर पर बनने वाला पहला चरण होता है, भले ही इसकी थर्मोडायनामिक स्थिरता सीमा के बाहर हो। यह ओस्टवाल्ड के नियम का एक उदाहरण है|ओस्टवाल्ड का चरण नियम| सिलिका के संलयन की कम एन्थैल्पी के लिए β चरण की गतिशील रूप से अव्यवस्थित प्रकृति आंशिक रूप से जिम्मेदार है।

संरचनाएं

क्रिस्टोबलाइट ढांचे के एक से अधिक रूप हैं। उच्च तापमान पर, संरचना को β-क्रिस्टोबलाइट कहा जाता है। यह घन क्रिस्टल प्रणाली , अंतरिक्ष समूह एफडी में है3एम (संख्या 227, पियर्सन प्रतीक cF104)। इसमें हीरे की संरचना है लेकिन सिलिकॉन और ऑक्सीजन के जुड़े टेट्राहेड्रा के साथ जहां कार्बन परमाणु हीरे में हैं। एक chiral चतुर्भुज क्रिस्टल प्रणाली फॉर्म जिसे α-cristobalite कहा जाता है (अंतरिक्ष समूह या तो P4₁2₁2, संख्या 92, या P4₃2₁2, संख्या 96, यादृच्छिक रूप से) परिवेशी दबाव पर लगभग 250 °C से नीचे ठंडा होने पर होता है और ढाँचे में सिलिका टेट्राहेड्रा के स्थिर झुकाव द्वारा घन रूप से संबंधित होता है। इस संक्रमण को विभिन्न प्रकार से निम्न-उच्च या कहा जाता है $\alpha {-}\beta$ संक्रमण। इसे निराशाजनक कहा जा सकता है; यानी, तेजी से ठंडा करके क्यूबिक β फॉर्म को टेट्रागोनल बनने से रोकना आम तौर पर संभव नहीं है। दुर्लभ परिस्थितियों में घन रूप को संरक्षित किया जा सकता है यदि क्रिस्टल अनाज को एक मैट्रिक्स में पिन किया जाता है जो संक्रमण में शामिल होने वाले काफी सहज तनाव की अनुमति नहीं देता है, जिससे क्रिस्टल के आकार में परिवर्तन होता है। यह संक्रमण अत्यधिक असंतत है। Α फॉर्म से β फॉर्म में जाने से 3 की मात्रा में वृद्धि होती है या 4 प्रतिशत। सटीक संक्रमण तापमान क्रिस्टोबलाइट नमूने के क्रिस्टलीयता पर निर्भर करता है, जो स्वयं कारकों पर निर्भर करता है जैसे कि किसी विशेष तापमान पर इसे कितने समय तक निरूपित किया गया है।

क्यूबिक β चरण में गतिशील रूप से अव्यवस्थित सिलिका टेट्राहेड्रा होता है। टेट्राहेड्रा काफी हद तक नियमित रहता है और कठोर इकाई मोड कहे जाने वाले निम्न-आवृत्ति फोनन के एक वर्ग की कार्रवाई के कारण अपने आदर्श स्थिर अभिविन्यास से विस्थापित हो जाता है। यह इन कठोर इकाई मोडों में से एक का हिमीकरण है जो α-β संक्रमण के लिए नरम मोड है।

β-क्रिस्टोबलाइट में, सभी तीन अक्षों के समानांतर टेट्राहेड्रा (या सिलिकॉन परमाणुओं) के दाएं हाथ और बाएं हाथ के हेलिकॉप्टर हैं। α-β चरण संक्रमण में, हालांकि, एक दिशा में केवल दाएं हाथ या बाएं हाथ के हेलिक्स को संरक्षित किया जाता है (दूसरा दो गुना पेंच अक्ष बन जाता है), इसलिए तीन पतित क्यूबिक क्रिस्टलोग्राफिक अक्षों में से केवल एक को बनाए रखता है। चतुष्कोणीय रूप में चौगुना घूर्णी अक्ष (वास्तव में एक पेंच अक्ष)। (वह अक्ष c अक्ष बन जाता है, और नई a कुल्हाड़ियों को अन्य दो पुरानी कुल्हाड़ियों की तुलना में 45 ° घुमाया जाता है। नया जाली पैरामीटर लगभग 2 के वर्गमूल से छोटा होता है, इसलिए α इकाई कोशिका में केवल 4 सिलिकॉन परमाणु होते हैं। 8 के बजाय।) धुरी का चुनाव मनमाना है, ताकि एक ही दाने के भीतर कई जुड़वाँ बन सकें। संक्रमण की असंतुलित प्रकृति (आयतन और मामूली आकार परिवर्तन) के साथ युग्मित ये अलग-अलग जुड़वां अभिविन्यास उन सामग्रियों को काफी यांत्रिक क्षति पहुंचा सकते हैं जिनमें क्रिस्टोबलाइट मौजूद होता है और जो संक्रमण तापमान से बार-बार गुजरते हैं, जैसे दुर्दम्य ईंटें।

• 

  β-क्रिस्टोबलाइट का एक आदर्श मॉडल, कोने-बंधित सिलिकॉनऑक्सीजन दिखा रहा है₄ टेट्राहेड्रा। आधे सफेद वर्गों के केंद्र में दाएं हाथ का चार गुना पेंच अक्ष होता है, और दूसरों के केंद्र में बाएं हाथ वाला होता है। इस प्रक्षेपण में हम विकर्णों पर कुल्हाड़ियों और दर्पणों के समानांतर ग्लाइड विमानों को देखते हैं। हकीकत में टेट्राहेड्रा लगातार लड़खड़ा रहे हैं।

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  β-क्रिस्टोबलाइट को 101 दिशा में देखा गया।

• 

  टेट्राहेड्रा के स्थिर झुकाव द्वारा α-cristobalite का crumpled ढांचा, β रूप से संबंधित है। यह दृश्य पिछले चित्रण की 101 दिशा के साथ दृश्य से मेल खाता है, सिवाय इसके कि उस चित्र का b अक्ष अब क्षैतिज है। दो गुना पेंच कुल्हाड़ियों यहां सफेद क्षेत्रों के बीच से होकर घूमने वाली दो गुना कुल्हाड़ियों के रूप में दिखाई देती हैं और लगभग आरोपित ऑक्सीजन परमाणुओं के जोड़े के बीच होती हैं।

• फ़ाइल: ए
• -Cristobalite.svg

  Α-cristobalite की यूनिट सेल; लाल गोले ऑक्सीजन परमाणु हैं। हम यहां एक हेलिक्स में पांच सिलिकॉन परमाणु देखते हैं (पहला और आखिरी जाली में समतुल्य परमाणु हैं) सी दिशा में (पृष्ठ में) जा रहे हैं। क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर अक्ष एक अक्ष हैं।

• फ़ाइल: वी
• -Cristobalite.svg

  β-क्रिस्टोबलाइट की यूनिट सेल; लाल गोले ऑक्सीजन परमाणु हैं।

घटना

क्रिस्टोबलाइट अम्लीय ज्वालामुखीय चट्टानों में सफेद ऑक्टाहेड्रा या गोलाकार के रूप में होता है और अमेरिकी राज्य कैलिफोर्निया और इसी तरह के क्षेत्रों के मोंटेरी गठन में परिवर्तित डायटोमेसियस डिपॉजिट में होता है।

सूक्ष्म ओपीएएल बनाने वाले माइक्रोमीटर-स्केल के गोले कुछ एक्स-रे विवर्तन पैटर्न प्रदर्शित करते हैं जो क्रिस्टोबलाइट के समान होते हैं, लेकिन किसी भी लंबी दूरी के आदेश की कमी होती है, इसलिए उन्हें सही क्रिस्टोबलाइट नहीं माना जाता है। इसके अलावा, ओपल में संरचनात्मक पानी की उपस्थिति यह संदिग्ध बनाती है कि ओपल में क्रिस्टोबलाइट होता है।

अग्रिम पठन

• American Geological Institute Dictionary of Geological Terms.
• Durham, D. L., "Monterey Formation: Diagenesis". in: Uranium in the Monterey Formation of California. US Geological Survey Bulletin 1581-A, 1987.
• Reviews in Mineralogy and Geochemistry, vol. 29., Silica: behavior, geochemistry and physical applications. Mineralogical Society of America, 1994.
• R. B. Sosman, The Phases of Silica. (Rutgers University Press, 1965)

बाहरी संबंध

• International Chemical Safety Card 0809