Birnessite
بیرنیسائٹ (برائے نام MnO2·nH2O)، جسے δ-بھی کہا جاتا ہے، ایک ہائیڈروس مینگنیز ڈائی آکسائیڈ معدنیات ہے جس کا کیمیائی فارمولا Na0.7Ca0.3Mn7O14 · 2.8H2O ہے۔ یہ زمین کی سطح پر مینگنیز کی اہم معدنی نوع ہے، اور عام طور پر مٹی، تلچھٹ، اناج اور چٹان کی کوٹنگز (مثال کے طور پر، صحرا وارنش)، اور سمندری فیرومینگنیز نوڈلز اور کرسٹ میں باریک دانے والے، ناقص کرسٹلائزڈ مجموعوں کے طور پر پایا جاتا ہے۔ اسے برنیس، ابرڈین شائر، اسکاٹ لینڈ میں دریافت کیا گیا تھا۔ تشکیل آکسیجن والے آبی حلوں میں Mn (II) کے آکسیکرن سے اس کی بارش معدنی سطحوں پر حرکی طور پر رکاوٹ اور سست ہوتی ہے۔ حیاتیاتی Mn (II) آکسیکرن عام طور پر ابیوٹک Mn (II) آکسیکرن کے عمل کے مقابلے میں تیز ہے، اور اس وجہ سے خیال کیا جاتا ہے کہ قدرتی برنیسائٹس کی اکثریت مائکروجنزموں، خاص طور پر بیکٹیریا، بلکہ فنگی سے بھی پیدا ہوتی ہے۔ ساخت اور ساخت بیرنیسائٹ ایک غیر اسٹائکومیٹرک مرکب ہے، جس میں برائے نام MnO2·nH2O فارمولے میں Mn4 + آئنوں کی متغیر مقدار یا تو غائب ہوتی ہے، یا بنیادی طور پر Mn3 + آئنوں سے اور ثانوی طور پر Mn2 + آئنوں سے تبدیل ہوتی ہے۔ چونکہ ایک ٹھوس مجموعی طور پر برقی طور پر غیر جانبدار ہوتا ہے، اس لیے برنیسائٹ میں Mn4 + خالی جگہوں اور ہیٹروولینٹ Mn متبادل کے ذریعے پیدا ہونے والے خالص منفی چارج کو متوازن کرنے کے لیے غیر ملکی کیٹیشن ہوتے ہیں۔ دو کرسٹلگرافک ڈھانچے معلوم ہیں، ٹرائکلینک برنیسائٹ (ٹی سی بی آئی) اور ہیکساگونل برنیسائٹ (ایچ بی آئی)۔ ان میں سے دونوں کنارے کے اشتراک والے ایم این او 6 آکٹاہیڈرا کی تہوں پر مشتمل ہیں جو پانی کے مالیکیولز کی ایک یا دو تہوں سے الگ ہوتی ہیں۔ ایک پانی کی پرت کے مرکبات میں پرت اسٹیکنگ کی سمت میں ~ 7 Å ریپیٹ کی خصوصیت ہوتی ہے، اور پانی کی دوسری پرت کا اضافہ پرت کے فاصلے کو ~ 10 Å تک بڑھا دیتا ہے۔ 10 Å فارم کو بسیرائٹ کہا جاتا ہے۔ ٹی سی بی آئی کی پرت کی ساخت عام طور پر ایم این 4 + 0.69Mn3 + 0.31 ہوتی ہے۔ Mn3 + O6 اور Mn4 + O6 آکٹاہیڈرا کو MnO2 تہوں میں خام میں مکمل طور پر ترتیب دیا جاتا ہے، اس طرح کہ ہر Mn3 + امیر قطار دو Mn4 + امیر rows.10 کے ساتھ باری باری ہوتی ہے، 11 پرت چارج کو پانی کے مالیکیولز کے ساتھ انٹرلیئر ریجن میں الکلائن اور الکلی ارتھ کیٹیشن (جیسے Na، K، Ca، BA) کے ذریعے آفسیٹ کیا جاتا ہے، اور اس لیے TcBi میں کیشن ایکسچینج کی صلاحیت ہوتی ہے۔ Na-تبادلہ شدہ TcBi کا ایک عام کیمیائی فارمولا Na0.31 (Mn 4+0.69 Mn 3+0.31) O2· 0.4H2O ہے۔ HBi کی پرت کا ڈھانچہ TcBi سے آکٹاڈرل Mn4 + خالی جگہوں (Vac) کی موجودگی سے مختلف ہے۔ مصنوعی ایچ بی آئی کا کیمیائی فارمولا پی ایچ پر منحصر ہے۔ عام فارمولا H + x Mn3 + y Mn2 + z (Mn4 + u Mn3 + vVacw) O2 ہے، جس میں غیر جانبداری کے لیے x + 3y + 2z = v + 4w ہے۔ ایم این او 2 تہوں کو وقتا فوقتا مصنوعی ٹرائکلینک اور ہیکساگونل برنیسائٹ کرسٹل میں ڈھیر کیا جاتا ہے۔ تاہم، قدرتی مواد میں ایسا شاذ و نادر ہی ہوتا ہے۔ کیمیائی طور پر پیچیدہ ہونے کے علاوہ، قدرتی برنیسائٹ کرسٹل پرتوں کے اسٹیکنگ اور تہوں کی چپٹی پن کے حوالے سے ساختی طور پر بے ترتیب ہوتے ہیں۔ ایک قدرتی برنیسائٹ کرسٹل میں صرف چند پرتیں ہو سکتی ہیں، اور وہ اکثر جھکی ہوئی ہوتی ہیں اور ہمیشہ نامکمل طور پر رجسٹری کے واقفیت اور ترجمہ کے نقصان کے ساتھ اسٹیک ہوتی ہیں۔ اسٹیکنگ ڈس آرڈر کو "ٹربوسٹریٹک" کہا جاتا ہے جب تہوں کو مکمل طور پر بے ترتیب طور پر ترتیب دیا جاتا ہے۔ ٹربوسٹریٹک طور پر اسٹیک شدہ تہوں کے ساتھ قدرتی برنیسائٹ کو ورناڈائٹ کہا جاتا ہے، اور مصنوعی ینالاگ کو δ-MnO2 کہا جاتا ہے۔ ورناڈائٹ کی پرت کا فاصلہ بھی ~ 7 Å یا ~ 10 Å ہو سکتا ہے، اور کوارٹج کوٹنگز اور فیرومینگنیز کرسٹ میں دو قسم کی تہوں کی انٹرسٹریفیکیشن کا مشاہدہ کیا گیا ہے۔ سرفیس ری ایکٹیویٹی کسی خالی جگہ کے + 4 چارج خسارے کو مختلف قسم کے انٹر لیئر کیٹیشن کے ذریعے متوازن کیا جا سکتا ہے جو خالی جگہوں کے اوپر اور نیچے اندرونی دائرے کے کمپلیکس بناتے ہیں (مثال کے طور پر، Ca، Cu، Zn، Pb، Cd، Tl)۔ سطح کی پیچیدگی ماڈلنگ اور کمپیوٹیشنل کیمسٹری کے ذریعے انٹلیئر کیٹیشن کے رشتہ دار استحکام کا تجرباتی اور نظریاتی طور پر جائزہ لیا گیا ہے۔ پی بی 2 + کا ایچ بی آئی کی سطح پر سب سے زیادہ استحکام ہے، اور برنیسائٹ کے لیے پی بی 2 + کا اعلی جیو کیمیکل تعلق شاید سمندری پانی کے مقابلے سمندری فیرومینگنیز کے ذخائر میں اس کی ارب گنا افزودگی کی وضاحت کرتا ہے، جو دیگر تمام عناصر کو پیچھے چھوڑ دیتا ہے۔ خالی جگہوں پر جذب ہونے والے ٹرانزیشن میٹل کیٹیشن کو بھی بنیادی خالی جگہوں میں داخل ہونے اور MnO2 پرت میں شامل ہونے کے لیے دیکھا گیا، جب ان کا موثر آئنک رداس Mn4 + (r = 0.53 Å) کے قریب ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، Zn2 + (r = 0.74 Å) کو خالی جگہ میں داخل ہونے کے لیے کبھی نہیں دیکھا گیا، جبکہ Ni2 + (r = 0.69 Å) جزوی طور پر داخل ہوتا ہے، اور Co3 + (r = 0.54 Å) ہمیشہ ہوتا ہے۔ آکٹاہیڈرل ہائی اسپن Co2 + (r = 0.74 Å) کو ایک خالی جگہ پر جذب کیا جاتا ہے جسے آکٹاہیڈرل Mn خالی جگہ میں گھسنے کے لیے ایک چھوٹے ٹیٹراہیڈرل کمپلیکس (r = 0.58 Å) میں تبدیل کیا جاتا ہے، اور بعد میں Mn4 + کے ذریعے Co3 + میں آکسائڈائز ہونے سے پہلے کم اسپن والی حالت میں تبدیل کیا جاتا ہے، جسے کم کر کے Mn3 + کر دیا جاتا ہے۔ سطح سے اتپریرک، ریڈوکس سے چلنے والا کو کا استعمال سمندری پانی کے مقابلے سمندری فیرومینگنیز کے ذخائر میں ایک ارب گنا افزودگی کا باعث بنتا ہے۔ فیرومینگنیز کے ذخائر اور سمندری پانی کے درمیان Co کی جیو کیمیکل تقسیم Pb2 + کے بعد تمام عناصر میں دوسری سب سے زیادہ ہے۔ خصوصیات اور ایپلی کیشنز فطرت میں، فوٹو سنتھیٹک حیاتیات فوٹو سسٹم II جھلی پروٹین کمپلیکس کے ذریعے پانی کو سالماتی آکسیجن میں آکسائڈائز کرنے کے لیے برنیسائٹ قسم کے Mn4CaO5 کلسٹرز کی اعلی آکسیڈیٹیو صلاحیت کا استعمال کرتے ہیں۔ ان کی سیمی کنڈکٹنگ خصوصیات کی وجہ سے، برنیسائٹ قسم کے مواد کو مختلف شعبوں میں استعمال کیا جاتا ہے، بشمول اتپریرک اور الیکٹرو کیمیکل انرجی اسٹوریج (بیٹریاں اور سڈوکیپیسیٹرز)۔ ٹرائکلینک برنیسائٹ میں Mn3 + کیٹیشن کی ترتیب، اور ہیکساگونل برنیسائٹ میں Mn4 + خالی آسامیاں، دونوں بینڈ کے فرق کو کم کرتی ہیں، اور اس وجہ سے برقی چالکتا میں اضافہ ہوتا ہے۔ Mn خالی آسامیوں والی MnO2 نینوشیٹس کے لیے نصف دھاتی رویے کا مشاہدہ کیا گیا، جس سے وہ اسپنٹرونکس میں درخواستوں کے لیے امید افزا امیدوار بن جاتے ہیں۔ بیرنیسائٹ آکسیکرن کے ذریعے پریون کو توڑنے کے قابل ہے۔ یہ عمل لیبارٹری کے باہر کتنی اچھی طرح سے کام کرتا ہے یہ واضح نہیں ہے۔ دیگر مینگنیج آکسائڈز بھی دیکھیں: بسیرائٹ پائرولوسائٹ سائلومیلین ٹوڈوروکائٹ ریمسڈیلائٹ حوالہ جات سوڈیم معدنیات کیلشیم معدنیات پوٹاشیم معدنیات مینگنیز (III، IV) معدنیات ہائیڈروکسائڈ معدنیات مونوکلینک معدنیات خلائی گروپ میں معدنیات 12