Delafossite
ડેલાફોસાઇટ એ તાંબાના આયર્ન ઓક્સાઇડનું ખનિજ છે જેનું સૂત્ર CuFeO2 અથવા Cu1 + Fe3 + O2 છે. તે ડેલાફોસાઇટ ખનિજ જૂથનો સભ્ય છે, જેનું સામાન્ય સૂત્ર ABO2 છે, જે ધાર-વહેંચાયેલ ઓક્ટાહેડ્રલ સ્તરો (BO6) વચ્ચે સ્ટૅક્ડ રેખીય સંકલિત A કેટાયનની શીટ્સ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ જૂથ છે. એબીઓ2 જૂથના અન્ય ખનિજો સાથે ડેલાફોસાઇટ તેના વિદ્યુત ગુણધર્મોની વિશાળ શ્રેણી માટે જાણીતું છે, તેની વાહકતા અવાહકથી ધાતુ સુધી બદલાય છે. ડેલાફોસાઇટ સામાન્ય રીતે ગૌણ ખનિજ છે જે ઓક્સિડાઇઝ્ડ તાંબાના સહયોગથી સ્ફટિકીકરણ કરે છે અને ભાગ્યે જ પ્રાથમિક ખનિજ તરીકે જોવા મળે છે. રચના ડેલાફોસાઇટ માટેનું રાસાયણિક સૂત્ર ક્યુએફઇઓ 2 છે, જે સૌપ્રથમ જી. એસ. બોહાર્ટ દ્વારા શુદ્ધ ખનિજના રાસાયણિક વિશ્લેષણ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું. તેમણે જે ગુણોત્તર નક્કી કર્યો હતો તે ક્યુંઃ ફેઃ ઓ = 1:1:2 ની ખૂબ નજીક હતો, જેમાં તાંબા કરતાં થોડું વધારે લોખંડ હતું. રોજર્સ. આ હકીકત નમૂનામાં હેમટાઇટની થોડી માત્રાને આભારી છે. ડેલાફોસાઇટની રચના નક્કી કરવા માટે રોજર્સે ઝીર્વોગેલ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કર્યો હતો. ઝીર્વોગેલ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ "સ્પેંગલ પ્રતિક્રિયા" શોધીને કપરસ ઓક્સાઇડની હાજરી ચકાસવા માટે થાય છે, જે કપરસ ઓક્સાઇડને સિલ્વર સલ્ફેટ સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવે ત્યારે ધાતુના ચાંદીના પાતળા ટુકડા ઉત્પન્ન કરે છે. જ્યારે રોજર્સે સિલ્વર સલ્ફેટ સોલ્યુશન સાથે પાવડર ડેલાફોસાઇટને ગરમ કર્યું, ત્યારે સ્પેંગલ પ્રતિક્રિયા થઈ. ડેલાફોસાઇટ માટે ધ્યાનમાં લેવાની એકમાત્ર ઓક્સાઇડ શક્યતાઓ કપરસ કોપર અને ફેરસ આયર્ન છે. રોજર્સે તારણ કાઢ્યું હતું કે આયર્ન રેડિકલ તરીકે ઓક્સિજન સાથે જોડાઈ રહ્યું છે અને તે માત્ર રેડિકલ તરીકે કામ કરે છે. આ સૂચવે છે કે ડેલાફોસાઇટમાંનું તાંબુ કપરિક સ્વરૂપને બદલે કપરસ સ્વરૂપમાં હતું. તેથી તેમણે તારણ કાઢ્યું કે ડેલાફોસાઇટની રચના કદાચ કપરસ મેટાફેરાઇટ, ક્યુએફઇ 3 + ઓ 2 હતી. આ રચનાની પુષ્ટિ પાછળથી પેબ્સ્ટ દ્વારા સ્ફટિક જાળીમાં આંતર આયનીય અંતરના નિર્ધારણ દ્વારા કરવામાં આવી હતી. માળખું ડેલાફોસાઇટ અને ડેલાફોસાઇટ જૂથનું અણુ માળખું ધાર-વહેંચાયેલ ઓક્ટાહેડ્રલ સ્તરો (BO6) વચ્ચે સ્ટૅક્ડ રેખીય સંકલિત A કેટાયનની શીટ ધરાવે છે. ડેલાફોસાઇટ અણુ માળખામાં બે વૈકલ્પિક સમતલીય સ્તરો હોય છે. બે સ્તરોમાં એક સ્તર ત્રિકોણાકાર-પેટર્નવાળા એ કેટાયન અને સી અક્ષના સંદર્ભમાં સંકુચિત ધાર-વહેંચણી BO6 ઓક્ટાહેડ્રાનું સ્તર હોય છે. પ્લેનર લેયર સ્ટેકિંગની દિશા અનુસાર ડેલાફોસાઇટ માળખામાં બે બહુપદી હોઈ શકે છે. P63/mmc નું અવકાશ જૂથ ધરાવતા ષટ્કોણ 2H પ્રકારો ત્યારે રચાય છે જ્યારે બે A સ્તરો એકબીજાના સંબંધમાં દરેક સ્તરને 180° ફેરવીને ગોઠવવામાં આવે છે. વૈકલ્પિક રીતે, જ્યારે સ્તરો એકબીજાના સંબંધમાં દરેક સ્તરને એક જ દિશામાં ગોઠવવામાં આવે છે, ત્યારે તે આરએમના અવકાશ જૂથ સાથે રોમ્બોહેડ્રલ 3આર પ્રકાર બનાવે છે. ભૌતિક ગુણધર્મો ડેલાફોસાઇટનો રંગ 5,5 ની કઠિનતા સાથે કાળો છે, અને {101} દિશામાં અપૂર્ણ ક્લેવેજ છે. પેબ્સ્ટે ડેલાફોસાઇટની ઘનતા 5.52 ગણાવી હતી. સંપર્ક ટ્વિનિંગ {0001} દિશામાં જોવા મળ્યું છે. એકમ કોષ પરિમાણોની ગણતરી a = 3.0351 Å, c = 17.166 Å, V = 136.94 Å3 તરીકે કરવામાં આવી હતી. ડેલાફોસાઇટ ટેબ્યુલરથી સમાન પરિમાણીય આદત ધરાવે છે અને તેમાં કાળી દોર અને ધાતુની ચમક હોય છે. ડેલાફોસાઇટ ષટ્કોણ સમપ્રમાણતા ધરાવે છે જેમાં A કેટાયન સ્તરોના સ્ટેકિંગના આધારે જગ્યા જૂથો Rm અથવા P63/mmc હોઈ શકે છે. જ્યારે ચુંબકીય આયનો બી કેટાયન સ્થિતિમાં હોય ત્યારે ડેલાફોસાઇટ સંયોજનોમાં ચુંબકીય ગુણધર્મો હોઈ શકે છે. ડેલાફોસાઇટ સંયોજનોમાં ઇન્સ્યુલેશન અને/અથવા ધાતુ વહન જેવી વિદ્યુત વાહકતા સાથે કામ કરતા ગુણધર્મો પણ હોય છે. ડેલાફોસાઇટ સંયોજનો તેમની રચનાના આધારે પી-અથવા એન-પ્રકારની વાહકતા પ્રદર્શિત કરી શકે છે. રોમ્બોહેડ્રલ (3R), CuFeO2 ગુણધર્મોઃ P-પ્રકારનો સેમિકન્ડક્ટર, બેન્ડગેપ 1.47 eV 700 nm પર બેન્ડગેપ ધારની નજીક 7.5 cm−1 નો ઉચ્ચ પ્રકાશ શોષણ ગુણાંક. 1. 8 × 1019 સે. મી.-3 જેટલા ઊંચા ડોપિંગ સ્તરે પણ 34 સે. મી. 2 વી-1 એસ-1 ની ઉચ્ચ છિદ્ર ગતિશીલતા. જલીય વાતાવરણમાં સારી સ્થિરતા. ષટ્કોણ (2H), CuFeO2 ગુણધર્મોઃ શુદ્ધ 2H તરીકે અજ્ઞાત CuFeO2 નું સંશ્લેષણ કરવું ખૂબ જ મુશ્કેલ છે. સંશ્લેષણ 3R CuFeO2 ઘણીવાર ઘન અવસ્થાની પ્રતિક્રિયાઓ, સોલ જેલ પદ્ધતિઓ, વરાળ જમા અને જળઉષ્મીય સંશ્લેષણ દ્વારા સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. શુદ્ધ 2H CuFeO2 અને અન્ય 2H ડેલાફોસાઇટ-પ્રકારના ઓક્સાઇડનું સંશ્લેષણ કરવું મુશ્કેલ છે. માત્ર શુદ્ધ 2H CuFeO2 સ્ફટિકો લગભગ 100 nmની જાડાઈવાળા શુદ્ધ 2H CuFeO2 નેનોપ્લેટ્સ હતા, જે CuI અને FeCl3·6H2Oથી 100°C જેટલા નીચા તાપમાને સંશ્લેષિત કરવામાં આવ્યા હતા. સૌર કોષોનો ઉપયોગઃ 2H CuFeO2માં 1.33 eVનું બેન્ડ ગેપ હોય છે અને 700 nm પર બેન્ડ ગેપ ધારની નજીક 3.8 સે. મી.-1નું ઉચ્ચ શોષણ ગુણાંક હોય છે. જ્યારે તેને ITO/ZnO/2H CuFeO2/ગ્રેફાઇટ/કાર્બન બ્લેકથી બનેલા પાતળા ફિલ્મ માળખામાં મૂકવામાં આવે ત્યારે તે ફોટોવોલ્ટેઇક અસર દર્શાવે છે. અન્ય ઉપયોગોઃ CuFeO2 એ પૃથ્વીના વિપુલ તત્વોનું બનેલું છે અને જલીય વાતાવરણમાં સારી સ્થિરતા ધરાવે છે, અને જેમ કે CO2 ના ફોટોઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઘટાડા, સૌર જળ ઘટાડા અને લિથિયમ બેટરીમાં કેથોડ સામગ્રી તરીકે ફોટોકેથોડ્સ તરીકે તપાસ કરવામાં આવી હતી. જ્યારે 3R તબક્કાને કંઈક અંશે લાક્ષણિકતા આપવામાં આવી હતી, ત્યારે 2H CuFeO2 માટે માત્ર એક્સ-રે વિવર્તન અને ફે 3 + ના ઉદાહરણ અને ટી 2 જી વ્યવસાયની સૈદ્ધાંતિક ગણતરી ઉપલબ્ધ છે. ભૂસ્તરીય ઘટના 1873 માં, ચાર્લ્સ ફ્રીડેલ દ્વારા સાઇબિરીયાના એકેટેરિનબગના પ્રદેશમાં ડેલાફોસાઇટની શોધ કરવામાં આવી હતી. તેની શોધ થઈ ત્યારથી તે બિસ્બી, એરિઝોનાની તાંબાની ખાણો જેવા સ્થળોએ જોવા મળતા એકદમ સામાન્ય ખનિજ તરીકે ઓળખાય છે. ડેલાફોસાઇટ સામાન્ય રીતે ગૌણ ખનિજ છે જે ઘણીવાર તાંબાની થાપણોના ઓક્સિડાઇઝ્ડ વિસ્તારોમાં જોવા મળે છે, જો કે તે પ્રાથમિક ખનિજ પણ હોઈ શકે છે. ડેલાફોસાઇટ હેમેટાઇટ પર વિશાળ, પ્રમાણમાં અલગ સ્ફટિકો તરીકે મળી શકે છે. ત્યારથી જર્મનીથી ચિલી સુધીની વિશ્વભરની ખાણોમાં ડેલાફોસાઇટ મળી આવ્યું છે. ડેલાફોસાઇટ નામની ઉત્પત્તિ સૌપ્રથમ 1873 માં ચાર્લ્સ ફ્રીડેલ દ્વારા નોંધવામાં આવી હતી અને તેને ક્યુ2ઓ·ફે2ઓ3 રચના આપવામાં આવી હતી. આ ખનિજને ફ્રેન્ચ ખનિજશાસ્ત્રી અને સ્ફટિકશાસ્ત્રી ગેબ્રિએલ ડેલાફોસ (1796-1878) ના માનમાં ડેલાફોસાઇટ નામ આપવામાં આવ્યું હતું. ડેલાફોસ સ્ફટિક સમપ્રમાણતા અને ભૌતિક ગુણધર્મો વચ્ચેના ગાઢ સંબંધની નોંધ લેવા માટે જાણીતું છે. આ પણ જુઓ ખનિજોની યાદી લોકો I-III-VI સેમિકન્ડક્ટર્સ સંદર્ભો ઓક્સાઇડ ખનિજો ત્રિકોણીય ખનિજો અવકાશ જૂથ 166 માં ખનિજો