Bicchulita

Bicchulita
Cristales rectangulares, afilados y grises de hasta 4 mm de bicchulita pseudomorfa después de cristales de gehlenita cubren abundantemente la matriz rica en cuarzo.
General
Categoría	Mineral de silicato
Fórmula (unidad repetitiva)	Ca2 ( Al2SiO6 ) ( OH ) 2
Símbolo IMA	Bch [1]
Clasificación de Strunz	9.FB.10
Sistema cristalino	Cúbico
Clase de cristal	Hextetraédrico ( 4 3 m) Símbolo HM : ( 4 3 m)
Grupo espacial	Yo 4 3m
Identificación
Color	Blanco o gris, incoloro en secciones delgadas.
Escisión	Indistinto
Dureza en la escala de Mohs	2.5
Lustre	Terroso, polvoriento
Racha	Blanco
Diafanidad	Semitransparente
Peso específico	2.813 (sintético)
Referencias	[2] [3] [4] [5]

La fórmula química ideal de la bicchulita _es 2CaO•Al2O2 _• SiO2 _• H2O _, que se formuló a partir de la síntesis hidrotermal de la gehlenita sintética ( 2CaO• _Al2O3 •SiO2 ₎ . Además, la bicchulita se avistó en las minas de Japón con minerales relacionados. Esta bicchulita estructurada de tipo sodalita _tiene una proporción poco común de aluminio a silicio , lo que causa dificultades para descifrar la estructura. Debido a la estructura de la bicchulita, tiene una textura pulverulenta, lo que genera complicaciones para obtener información sobre las propiedades físicas del mineral. A pesar de este problema, se conocen el color, la gravedad específica y el tamaño de los cristales de la bicchulita. Aunque la bicchulita se descubrió hace solo unos 40 años, la tecnología ha avanzado rápidamente, lo que permite obtener resultados más precisos a partir de los experimentos realizados en la actualidad.

Teniendo en cuenta que la bicchulita se encontró en skarns , ^[6] el mineral contiene varias impurezas, lo que impide la formación de una fórmula química absoluta. Incluso con el uso de técnicas de difracción de polvo de rayos X , no se pudo determinar una composición precisa de la bicchulita. ^{[7] Sin embargo,} después de realizar algunos experimentos de hidratación de gehlenita, no solo se creó la bicchulita, sino que también se organizó una fórmula química ideal para el mineral raro como 2CaO• _Al2O3 •SiO3 _• H3O _. [ ^8] _Dado que la bicchulita contiene aluminio, silicio y oxígeno , se considera un aluminosilicato . ^[9] A temperatura ambiente, los aluminosilicatos suelen tener una relación de aluminio a silicio cercana a 1 como resultado de los enlaces alternados de los iones Al y Si con O, o la regla de Loewenstein. Aunque la bicchulita es un aluminosilicato, es el único que tiene una relación Al a Si de 2:1 y tiene una estructura de marco. ^[10] La bicchulita también es un mineral de tipo sodalita no solo por sus componentes de composición similares de Na ₆ (Na,Ca) ₂ (Al ₆ Si ₆ O ₂₄ )X _1−2n •H ₂ O , sino también por su estructura análoga.

La familia de minerales sodalita tiene una estructura de marco tetraédrico, con cationes altamente cargados como Al ³⁺ o Si ⁴⁺ que se conectan a través de un O ²⁻ común . Por lo tanto, la bicchulita se considera una estructura de tipo sodalita ya que tiene tetraedros que consisten en Al, Si y O. Los átomos de Al y Si se distribuyen en los sitios tetraédricos mientras que los iones de calcio y los tetraedros vacíos (OH) ₄ ocupan las cavidades. Además, debido a la estructura de tipo sodalita de la bicchulita, contiene jaulas beta, que se sabe que tienen un alto grado de flexibilidad y, como resultado, la estructura puede colapsar por varios mecanismos para acomodar diferentes cationes y aniones en la jaula beta. ^[11] Dado que la relación Al:Si en la bicchulita es 2:1, esto causa desorden del Al y Si. En consecuencia, los enlaces Al-O-Al con las unidades tetraédricas ocurren en lugar de Al-O-Si, lo que infringe la regla de Loewenstein y causa problemas para determinar la estructura de la bicchulita.

Al intentar verificar la estructura de la bicchulita con un método de programación directa, se encontraron características cristalino-químicas poco razonables. Al final, los modelos desarrollados se establecieron con el uso de ensayo y error y la ayuda de la función de Patterson , que mapea los átomos en la red para verificar los modelos desarrollados. Con el proceso de eliminación, solo el grupo espacial de I4 ̅3m satisfizo las distancias interatómicas correctas y los enlaces de poliedros, y luego se confirmó mediante el uso de difracción de neutrones .

La estructura de las células de bicchulita se identificó como cúbica centrada en el cuerpo con la ayuda de patrones de polvo de rayos X. ^[12] Además, los cristales tienen forma cúbica con un grupo puntual de 4 ̅3m, por lo que tienen una clase de cristal isométrico. La difracción de neutrones determinó que los cristales de bicchulita tienen un grupo espacial de I4 ̅3m con a=8,825 ± 0,001 Å. Se determinó que los átomos de Al y Si se colocaron en los sitios tetraédricos con oxígeno manteniéndolos en su lugar. También hay un tetraedro vacío de átomos de oxígeno en el centro de cada grupo octaédrico y cada uno está unido a un átomo de hidrógeno que está en las diagonales del cuerpo de la célula. Con la ayuda de la función de Patterson, que determina la cristalografía de los minerales, se vieron átomos de calcio y grupos OH en los grandes espacios del marco de la bicchulita.

La bicchulita es el análogo natural del hidrato de gehlenita, por lo tanto, la gehlenita puede descomponerse en bicchulita, o los procesos pueden revertirse utilizando métodos hidrotermales para convertir la bicchulita nuevamente en gehlenita. Además, la bicchulita puede formarse durante el episodio de enfriamiento del metamorfismo de contacto, donde la textura de la roca cambia debido a la exposición a la presión y temperaturas extremas del magma , o por metasomatismo, que altera la roca químicamente por fluidos hidrotermales. ^[13] La bicchulita se presenta con vesuvianita (con o sin hidrogrosularia), gehlenita y calcita . ^[14] Además, la bicchulita de la mina Akagane en la prefectura de Iwate , Japón, contiene xantofilita y vesuvianita. La bicchulita no solo se presenta en skarns en la ciudad de Bicchu, sino también en skarns en Carneal, Irlanda del Norte .