क्रिस्टोबलाइट

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क्रिस्टोबलाइट
Cristobalite-Fayalite-40048.jpg
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
श्रेणीOxide mineral, quartz group
Formula
(repeating unit)		SiO2
आईएमए प्रतीकCrs[1]
स्ट्रुन्ज़ वर्गीकरण4.DA.15
दाना वर्गीकरण75.1.1.1
क्रिस्टल सिस्टमTetragonal
क्रिस्टल क्लासTrapezohedral (422)
अंतरिक्ष समूहP41212, P43212
यूनिट सेलa = 4.9709(1) Å,
c = 6.9278(2) Å;
Z = 4 (α polytype)
Structure
Jmol (3D)Interactive image
Identification
Colorरंगहीन, सफेद
क्रिस्टल की आदतOctahedra or spherulites up to several cm in diameter
ट्विनिंगon {111}
फ्रैक्चरConchoidal
दृढ़ताBrittle
Mohs scale hardness6–7
Lusterनेत्रकाचाभ
स्ट्रीकWhite
डायफेनिटीपारदर्शी
विशिष्ट गुरुत्व2.32–2.36
ऑप्टिकल गुणएकअक्षीय (-)
अपवर्तक सूचकांकnω = 1.487
nε = 1.484
बिरफ्रेंसेंस0.003
प्लोक्रोइज्मNone
गलनांक1,713 °C (3,115 °F) (β)[2]
संदर्भ[3][4][5][6]

क्रिस्टोबलाइट (/krɪˈstoʊbəˌlaɪt/) सिलिकॉन डाइऑक्साइड का एक खनिज बहुरूपता (पदार्थ विज्ञान) है जो बहुत उच्च तापमान पर बनता है। इसका रासायनिक सूत्र क्वार्ट्ज SiO2 के समान है लेकिन एक अलग क्रिस्टल संरचना है। क्वार्ट्ज और क्रिस्टोबलाइट दोनों ही क्वार्ट्ज समूह के सभी सदस्यों के साथ बहुरूपक हैं, जिसमें कोसाइट, ट्राइडिमाइट और स्टिशोवाइट भी सम्मिलित हैं। इसका नाम पचुका नगर पालिका, हिडाल्गो (राज्य), मेक्सिको में सेरो सैन क्रिस्टोबल के नाम पर रखा गया है।

इसका उपयोग दंत चिकित्सा में एल्गिनेट अनुप्रभाव पदार्थ के एक घटक के रूप में और साथ ही दांतों के मॉडल बनाने के लिए किया जाता है।[7]


गुण

मितस्थायित्व

क्रिस्टोबलाइट केवल 1470 डिग्री सेल्सियस से ऊपर स्थिर है, लेकिन कम तापमान पर मितस्थायी रूप से क्रिस्टलीकृत और बना रह सकता है। अपनी ऊष्मप्रवैगिकी स्थिरता सीमा के बाहर क्रिस्टोबलाइट की दृढ़ता इसलिए होती है क्योंकि क्रिस्टोबलाइट से क्वार्ट्ज या ट्राइडिमाइट में संक्रमण "पुनर्रचनात्मक" होता है, जिसके लिए सिलिका संरचना को विभाजन करने और सुधारने की आवश्यकता होती है। ये संरचना SiO4 टेट्राहेड्रा से बने होते हैं जिसमें प्रत्येक ऑक्सीजन परमाणु को पड़ोसी टेट्राहेड्रॉन के साथ साझा किया जाता है, ताकि सिलिका का रासायनिक सूत्र SiO2 हो। क्रिस्टोबलाइट को ट्राइडिमाइट और क्वार्ट्ज में बदलने के लिए आवश्यक इन आबंधनों को प्रभाजन करने के लिए अत्यधिक सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है और यह कमरे के तापमान पर मानव समय सीमा पर नहीं हो सकता है। संरचना सिलिकेट्स को टेक्टोसिलिकेट्स के रूप में भी जाना जाता है।

जब विकांचीकरण सिलिका, क्रिस्टोबलाइट सामान्य रूप से बनने वाला पहला चरण होता है, तथापि इसकी ऊष्मप्रवैगिकी स्थिरता सीमा के बाहर हो। यह ओस्टवाल्ड चरण नियम का उदाहरण है। सिलिका के संलयन की कम एन्थैल्पी के लिए β चरण की गतिशील रूप से अव्यवस्थित प्रकृति आंशिक रूप से अधीन है।

संरचनाएं

क्रिस्टोबलाइट आकृति के एक से अधिक रूप हैं। उच्च तापमान पर, संरचना को β-क्रिस्टोबलाइट कहा जाता है। यह घनीय क्रिस्टल प्रणाली आकाशी समूह Fd3m (संख्या 227, पियर्सन प्रतीक cF104) में है।[8] इसमें हीरे की संरचना है लेकिन सिलिकॉन और ऑक्सीजन के जुड़े टेट्राहेड्रा के साथ जहां कार्बन परमाणु हीरे में हैं। α-क्रिस्टोबलाइट नामक एक चिराल द्वि समलंबाक्ष रूप (अंतरिक्ष समूह या तो P41212, संख्या 92,[9] या P43212, संख्या 96, यादृच्छिक रूप से) परिवेश के दबाव में लगभग 250 डिग्री सेल्सियस से नीचे ठंडा होने पर होता है और संरचना में सिलिका टेट्राहेड्रा के स्थिर झुकाव से घन रूप से संबंधित होता है। इस संक्रमण को विभिन्न प्रकार से निम्न-उच्च या संक्रमण कहा जाता है। इसे "विघटनकारी" कहा जा सकता है; अर्थात, तेजी से ठंडा करके घन β रूप को द्वि समलंबाक्ष बनने से प्रतिबंधित करना सामान्य रूप से संभव नहीं है। दुर्लभ परिस्थितियों में घन रूप को संरक्षित किया जा सकता है यदि क्रिस्टल रेणु को एक अधात्री में परिबद्ध किया जाता है जो संक्रमण में सम्मिलित होने वाले अपेक्षाकृत अधिक सामान्य तनाव की अनुमति नहीं देता है, जिससे क्रिस्टल के आकार में परिवर्तन होता है। यह संक्रमण अत्यधिक असंतत है। यह संक्रमण अत्यधिक असंतत है। α रूप से β रूप में जाने से 3[10] या 4[11] प्रतिशत की मात्रा में वृद्धि होती है। परिशुद्ध संक्रमण तापमान क्रिस्टोबलाइट नमूने की 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।

घन β चरण में गतिशील रूप से अव्यवस्थित सिलिका टेट्राहेड्रा होता है। टेट्राहेड्रा अपेक्षाकृत अधिक सीमा तक नियमित रहता है और अनमनीय इकाई प्रणाली कहे जाने वाले निम्न-आवृत्ति फोनॉन के एक वर्ग की प्रक्रिया के कारण अपने आदर्श स्थिर अभिविन्यास से विस्थापित हो जाता है। यह इन कठोर इकाई प्रणालियों में से एक का "हिमीकरण" है जो कि α-β संक्रमण के लिए अल्कोहल रहित प्रणाली है।

β-क्रिस्टोबलाइट में, सभी तीन अक्षों के समानांतर टेट्राहेड्रा (या सिलिकॉन परमाणुओं) के दक्षिणावर्ती और वामावर्त कुण्डली हैं। α-β चरण संक्रमण में, हालांकि, एक दिशा में केवल दक्षिणावर्ती या वामावर्त कुंडली को संरक्षित किया जाता है (दूसरा दो गुना विकृत अक्ष बन जाता है), इसलिए तीन पतित घन क्रिस्टल-संरचनात्मक अक्षों में से केवल एक को बनाए रखता है। चतुष्कोणीय रूप में चौगुना घूर्णी अक्ष (वास्तव में एक स्क्रू अक्ष) होता है। वह अक्ष "c" अक्ष बन जाता है, और नए "a" अक्षों को अन्य दो पूर्व अक्षों की तुलना में 45 डिग्री घुमाया जाता है। नया "a" जाली पैरामीटर लगभग 2 के वर्गमूल से छोटा होता है, इसलिए α इकाई कोशिका में 8 के अतिरिक्त केवल 4 सिलिकॉन परमाणु होते हैं। अक्ष का चयन यादृच्छिक है, ताकि समान कण के अंदर विभिन्न युग्म बन सकें। संक्रमण की असंतुलित प्रकृति (आयतन और सामान्य आकार परिवर्तन) के साथ युग्मित ये अलग-अलग जुड़वां अभिविन्यास उन पदार्थों को अपेक्षाकृत अधिक यांत्रिक क्षति पहुंचा सकते हैं जिनमें क्रिस्टोबलाइट सम्मिलित है और जो संक्रमण तापमान जैसे उच्चतापसह इष्टिका से बार-बार गुजरते हैं।

  • Index.php?title=File:B-cristobal1.png

    β-क्रिस्टोबलाइट का एक आदर्श मॉडल, कोर-बंधित SiO4 टेट्राहेड्रा दिखा रहा है। आधे सफेद वर्गों के केंद्र में दक्षिणवर्ती का चार गुना स्क्रू अक्ष होता है, और दूसरों के केंद्र में वामावर्त वाला होता है। इस प्रक्षेपण में हम विकर्णों पर अक्षों और दर्पणों के समानांतर विसर्पण-तल को देखते हैं। हकीकत में टेट्राहेड्रा निरंतर कंपन रहे हैं।

  • Index.php?title=File:B-cristobal2.png

    β-क्रिस्टोबलाइट को 101 दिशा में देखा गया।

  • Index.php?title=File:A-cristobal.png

    टेट्राहेड्रा के स्थिर अवनति द्वारा α-क्रिस्टोबलाइट का आमोटित संरचना, β रूप से संबंधित है। यह दृश्य पूर्व चित्रण की 101 दिशा के साथ दृश्य से समान है, इसके अतिरिक्त कि उस चित्र का "b" अक्ष अब क्षैतिज है। दो गुना स्क्रू अक्षों को यहां सफेद क्षेत्रों के बीच से होकर घूर्णन करने वाले दो गुना अक्षों के रूप में दिखाई देती हैं और लगभग आरोपित ऑक्सीजन परमाणुओं के युग्म के बीच होती हैं।

  • Index.php?title=File:-Cristobalite.svg

    α-क्रिस्टोबलाइट की इकाई कोशिका; लाल गोले ऑक्सीजन परमाणु हैं। हम यहां एक कुंडली में पांच सिलिकॉन परमाणु देखते हैं (पहला और अंतिम जाली में समकक्ष परमाणु हैं) "c" दिशा (पृष्ठ में) में जा रहे हैं। क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर अक्ष "a" अक्ष हैं।

  • Index.php?title=File:फ़ाइल: वी

    β-क्रिस्टोबलाइट की इकाई कोशिका; 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 डायटमी निक्षेप में होता है।

सूक्ष्म ओपल बनाने वाले सूक्ष्ममापी-पैमाने के गोले कुछ एक्स-किरण विवर्तन पैटर्न प्रदर्शित करते हैं जो क्रिस्टोबलाइट के समान होते हैं, लेकिन किसी भी लंबी दूरी के क्रम की कमी होती है, इसलिए उन्हें सही क्रिस्टोबलाइट नहीं माना जाता है। इसके अतिरिक्त, ओपल में संरचनात्मक जल की उपस्थिति यह संदिग्ध बनाती है कि ओपल (दूधिया पत्थर) में क्रिस्टोबलाइट होता है।[12][13]


संदर्भ

  1. ↑ Warr, L. N. (2021). "IMA–CNMNC approved mineral symbols". Mineralogical Magazine. 85 (3): 291–320. Bibcode:2021MinM...85..291W. doi:10.1180/mgm.2021.43. S2CID 235729616.
  2. ↑ Deer, W. A.; Howie, R. A.; Zussman, J. (1966). An Introduction to the Rock Forming Minerals. Longman. pp. 340–355. ISBN 0-582-44210-9.
  3. ↑ Mineralienatlas.
  4. ↑ Cristobalite Archived 2010-07-15 at the Wayback Machine. Handbook of Mineralogy.
  5. ↑ Cristobalite. Mindat.
  6. ↑ "Cristobalite Mineral Data". Webmineral.
  7. ↑ Anusavice, Kenneth J. (2013). फिलिप्स का दंत चिकित्सा सामग्री का विज्ञान. Elsevier/Saunders. ISBN 9781437724189. OCLC 934359978.
  8. ↑ Wright A. F., Leadbetter A. J. (1975). "The structures of the b-cristobalite phases of SiO2 and AlPO4". Philosophical Magazine. 31 (6): 1391–1401. Bibcode:1975PMag...31.1391W. doi:10.1080/00318087508228690.
  9. ↑ Downs R. T., Palmer D. C. (1994). "एक क्रिस्टोबलाइट का दबाव व्यवहार" (PDF). American Mineralogist. 79: 9–14. Archived from the original (PDF) on 2019-05-15. Retrieved 2009-12-15.
  10. ↑ R.E. Smallman & R.J. Bishop (1999). "2". आधुनिक भौतिक धातुकर्म और सामग्री इंजीनियरिंग (6 ed.). ISBN 978-0-7506-4564-5.
  11. ↑ A.J. Leadbetter & A.F. Wright (1976). "The α—β transition in the cristobalite phases of SiO2 and AIPO4 I. X-ray studies". The Philosophical Magazine. 33 (1): 105–112. Bibcode:1976PMag...33..105L. doi:10.1080/14786437608221095.
  12. ↑ Deane K. Smith (1998). "Opal, cristobalite, and tridymite: Noncrystallinity versus crystallinity, nomenclature of the silica minerals and bibliography". Powder Diffraction. 13 (1): 2–19. Bibcode:1998PDiff..13....2S. doi:10.1017/S0885715600009696. S2CID 97394861.{{cite journal}}: CS1 maint: uses authors parameter (link)
  13. ↑ "Silica, Crystalline - Overview | Occupational Safety and Health Administration" (PDF). www.osha.gov. Archived from the original on 2016-03-04.


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

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