Vauxite

Un minerale triclino, come la vauxite, ha tutti e tre i suoi assi cristallini di diverse lunghezze e tutti e tre gli angoli interassiali di dimensioni diverse, nessuno uguale a 60 °, 90 ° o 120 °. Di conseguenza, il materiale è anisotropo e le proprietà fisiche, comprese le proprietà ottiche, variano con la direzione. L'indice di rifrazione è il rapporto tra la velocità della luce nel vuoto e la velocità della luce attraverso il mezzo. Poiché questo varia con il colore della luce, è necessario scegliere un colore standard quando vengono specificati gli indici di rifrazione. Lo standard usuale è la luce gialla da una sorgente di sodio, che ha una lunghezza d'onda di 589,3 nanometri. Per una sostanza anisotropa l'indice di rifrazione (per la luce di un dato colore) varia con la direzione, e per la vauxite l'intervallo va da 1,551 per la luce che viaggia parallela all'asse a a 1,562 per la luce che viaggia parallela all'asse c. Un asse ottico è una direzione in cui la luce viaggia attraverso un cristallo in modo tale che la velocità sia la stessa per tutte le direzioni di polarizzazione per la luce di una data lunghezza d'onda (cioè colore). Qualsiasi direzione in un cristallo isometrico ha questa proprietà. I cristalli trigonali, tetragonali ed esagonali hanno un unico asse ottico, parallelo all'asse del cristallo c. Si dice che siano uniassiali. I cristalli triclini, monoclinici e ortorombici hanno due assi ottici e si dice che siano biassiali. L'angolo tra i due assi è indicato da 2V. La vauxite è biassiale.

La struttura della vauxite è caratterizzata da infinite catene parallele all'asse del cristallo c. Una serie di catene è costituita da ottaedri con uno ione di ferro ferroso Fe o uno ione di alluminio Al nel mezzo e uno ione di ossigeno O in ciascuno dei sei vertici. Gli ioni centrali di questi ottaedri sono alternativamente Fe e Al, e gli ottaedri adiacenti condividono i bordi. Ad ogni bordo collegato due ioni di ossigeno sono condivisi tra due ottaedri e ogni ottaedro deve avere due bordi condivisi per formare una catena. Parallele a queste catene ottaedriche collegate ai bordi ci sono catene miste collegate ai vertici di ottaedri e tetraedri alternati. I tetraedri hanno uno ione fosforo P nel mezzo e ioni ossigeno O in ciascuno dei quattro vertici, e gli ottaedri hanno uno ione alluminio Al nel mezzo circondato da sei ioni ossigeno O, come nelle catene ottaedriche. Ad ogni vertice collegato una O è condivisa tra un tetraedro e un ottaedro, e ogni tetraedro e ottaedro devono avere due vertici collegati per formare la catena mista. Ogni catena ottaedrica è fiancheggiata da due catene miste, una su ciascun lato, collegate attraverso i vertici delle catene, formando una catena tripla infinita. Le catene triple sono ulteriormente interconnesse da ancora più tetraedri di fosforo (non quelli nelle catene miste), che condividono i vertici con entrambi i tipi di ottaedri nelle catene ottaedriche e con gli ottaedri di alluminio nelle catene miste. Anche le molecole d'acqua (H2O) e gli ioni idrossile (OH) sono incorporati in questa catena, dando una catena complessa con composizione [FeAl3 (PO4) 4 (OH) 4 (OH2) 2]. Queste catene complesse, che sono parallele all'asse del cristallo c, sono collegate nella direzione dell'asse a da ulteriori ottaedri di alluminio (non quelli nelle catene) e nella direzione dell'asse b da ulteriori ottaedri Fe, e ci sono più molecole d'acqua all'interno dei canali nella struttura, dando la formula finale per vauxite come FeAl2 (PO4) 2 (OH) 2.6H2O.