Apatite

La struttura globale cristallografica del sale dipende principalmente dalle caratteristiche dell'anione PO4 e soprattutto dalla sua geometria di tipo tetraedrico che non è molto dissimile da quella di una sfera nella quale il tetraedro può essere inscritto. Il monostrato di struttura bidimensionale che deriverà dall'intima associazione di questi anioni avrà di conseguenza una disposizione a simmetria esagonale. La struttura tridimensionale pluristratificata derivante a sua volta dalla sovrapposizione di più monostrati tenderà invece al minimo ingombro, dunque l'ingombro sferico di ogni gruppo fosfato si sistemerà secondo questo imperativo energetico nell'incavo ideale lasciato dall'associazione di tre ingombri sferici degli strati sotto e soprastanti. In ultima analisi, a strati alterni, i monostrati si troveranno nella stessa posizione ed ogni anione PO₄ sarà a contatto con altri 6 anioni. Da questa struttura cristallina deriva la formazione di tunnel d'importanza non trascurabile. Essi infatti vengono di solito occupati da ioni calcio, ossidrilici e floruro. Inoltre proprio la natura ionica del cristallo permette la sostituzione di ioni del reticolo con altri di analoga grandezza e carica come tutti gli alogeni, AsO4, HPO4, Sr, Ba, Pb.

L'uso principale dell'apatite è nella produzione di fertilizzanti - è una fonte di fosforo. Occasionalmente viene utilizzata come pietra preziosa. Le varietà verdi e blu, in forma finemente suddivisa, sono pigmenti con un eccellente potere coprente. Durante la digestione dell'apatite con acido solforico per produrre acido fosforico, viene prodotto fluoro idrogeno come sottoprodotto da qualsiasi contenuto di fluoroapatite. Questo sottoprodotto è una fonte industriale minore di acido fluoridrico. La fluoro-cloro apatite forma la base del sistema fosfori fluorescenti Halophosforo ormai obsoleto. Elementi dopanti come manganese e antimonio, a meno di un mole-percento - in sostituzione del calcio e del fosforo impartiscono la fluorescenza - e la regolazione del rapporto fluoro-cloro alterano la tonalità di bianco prodotta. Questo sistema è stato quasi interamente sostituito dal sistema Tri-Fosforo. Negli Stati Uniti, i fertilizzanti derivati dall'apatite vengono utilizzati per integrare la nutrizione di molte colture agricole fornendo una preziosa fonte di fosfato. Le apatiti sono anche un materiale ospite proposto per lo stoccaggio dei rifiuti nucleari, insieme ad altri fosfati.

L'apatite si trova in rocce sedimentarie, metamorfiche, ignee e vulcaniche. L'apatite può formarsi in processi sedimentari, processi ignei (ad esempio, Pegmatite), processi metamorfiche e in bocchette idrotermali, così come nella produzione da sistemi biologici. L'apatite è uno dei pochi minerali prodotti e utilizzati da sistemi micro-ambientali biologici. L'apatite è il minerale che definisce il valore 5 nella scala di Mohs. L'idrossiapatite, conosciuta anche come idrossilapatite, è il componente principale dello smalto dei denti e del minerale osseo. Una forma relativamente rara di apatite in cui mancano la maggior parte dei gruppi OH e che contiene molte sostituzioni di carbonato e fosfato acido è una grande componente del materiale osseo. La fluoroapatite (o fluoroapatite) è più resistente all'attacco degli acidi rispetto all'idrossiapatite; a metà del 20° secolo, fu scoperto che le comunità la cui fornitura d'acqua conteneva naturalmente fluoro avevano tassi più bassi di carie dentale. L'acqua fluorurata permette lo scambio nei denti degli ioni fluoruro per i gruppi idrossilici nell'apatite. Allo stesso modo, il dentifricio contiene tipicamente una fonte di anioni fluoruro (per esempio, fluoruro di sodio, monofluorofosfato di sodio). Troppo fluoro provoca fluorosi dentale e/o fluorosi scheletrica. Le tracce di fissione nell'apatite sono comunemente utilizzate per determinare le storie termiche delle cinture orogeniche e dei sedimenti nei bacini sedimentari. La datazione (U-Th)/He dell'apatite è anche ben consolidata dagli studi di diffusione dei gas nobili per l'uso nella determinazione delle storie termiche e altre applicazioni meno tipiche come la datazione degli incendi paleo. La fosforite è una roccia sedimentaria ricca di fosfati, che contiene tra il 18% e il 40% di P2O5. L'apatite nella fosforite è presente come masse criptocristalline denominate collophane.

Fu descritta dal mineralogista tedesco Abraham Gottlob Werner nel 1786, che ne derivò il nome dal verbo greco apatáo (io inganno) a indicarne la natura ingannatrice.. Infatti, nella storia, questa pietra fu molte volte scambiata con altri minerali a causa della vastissima gamma di colori di cui dispone che varia dal giallo al blu elettrico.