Brookita

Brookite es la variante ortorrómbica del dióxido de titanio (TiO₂), que se presenta en cuatro formas polimórficas naturales conocidas (minerales con la misma composición pero diferente estructura). Las otras tres de estas formas son akaogiita (monoclínica), anatasa (tetragonal) y rutilo (tetragonal). La brookita es rara en comparación con la anatasa y el rutilo y, como estas formas, exhibe actividad fotocatalítica. La brookita también tiene un volumen celular mayor que la anatasa o el rutilo, con 8 grupos de TiO₂ por unidad de celda, en comparación con los 4 de la anatasa y los 2 del rutilo. El hierro (Fe), el tantalio (Ta) y el niobio (Nb) son impurezas comunes en la brookita.

La brookita fue nombrada en 1825 por el mineralogista francés Armand Lévy en honor a Henry James Brooke (1771–1857), un cristalógrafo, mineralogista y comerciante de lana inglés.

Arkansita es una variedad de brookita de Magnet Cove, Arkansas, EE. UU. También se encuentra en el Macizo de Murun en la Meseta Olyokma-Chara de Siberia Oriental, Rusia, parte del Escudo Aldan.

A temperaturas superiores a los 750 °C, la brookita volverá a la estructura de rutilo.

Célula unitaria

La brookita pertenece a la clase de cristal bipiramidal ortorrómbico 2/m 2/m 2/m (también denominado mmm). El grupo espacial es Pcab y los parámetros de la celda unitaria son a = 5,4558 Å, b = 9,1819 Å yc = 5,1429 Å. La fórmula es TiO₂, con 8 unidades de fórmula por celda unitaria.

Estructura

Estructura de cristal de brookite

La estructura de brookita está formada por octaedros distorsionados con un ion de titanio en el centro e iones de oxígeno en cada uno de los seis vértices. Cada octaedro comparte tres aristas con los octaedros contiguos, formando una estructura ortorrómbica.

Apariencia

Brookite de Pakistán

Los cristales de brookita suelen ser tabulares, alargados y estriados paralelos a su longitud. También pueden ser piramidales, pseudohexagonales o prismáticos. La brookita y el rutilo pueden crecer juntos en una relación epitaxial.

Bookite suele ser de color marrón, a veces amarillento o marrón rojizo, o incluso negro. También se conocen hermosos cristales de color rojo intenso (vistos arriba a la derecha) similares al granate piropo y almandita. Brookite muestra un brillo submetálico. Es de opaco a translúcido, transparente en fragmentos delgados y de color marrón amarillento a marrón oscuro a la luz transmitida.

Propiedades ópticas

Brookite es doblemente refractante, como todos los minerales ortorrómbicos, y es biaxial (+). Los índices de refracción son muy altos, por encima de 2,5, que es incluso más alto que el diamante en 2,42. A modo de comparación, el vidrio de ventana común tiene un índice de refracción de aproximadamente 1,5.

La brookita presenta un pleocroísmo muy débil, de color amarillento, rojizo y anaranjado a marrón. No es fluorescente ni radiactivo.

Propiedades físicas

La brookita es un mineral quebradizo, con una fractura subconcoide a irregular y un clivaje pobre en una dirección paralela al eje del cristal c y trazas de clivaje en una dirección perpendicular a ambos a y las hachas de cristal b. El hermanamiento es incierto. El mineral tiene una dureza Mohs de 5+1⁄ 2 a 6, entre apatito y feldespato. Esta es la misma dureza que la anatasa y un poco menos que la del rutilo (6 a 6+1⁄2). La gravedad específica es de 4,08 a 4,18, entre la de anatasa de 3,9 y la de rutilo de 4,2.

Ocurrencia y asociaciones

La brookita es un mineral accesorio en las vetas alpinas de gneis y esquisto; también es un mineral detrítico común. Los minerales asociados incluyen sus polimorfos anatasa y rutilo, y también titanita, ortoclasa, cuarzo, hematita, calcita, clorita y moscovita.

La localidad tipo es Twll Maen Grisial, Fron Olau, Prenteg, Gwynedd, Gales. En 2004, se encontraron cristales de brookita en Kharan, en Baluchistán, Pakistán.