Перовскит

Перовскит
Кристалл дизаналита (перовскит с примесями Nb, Ce, Fe)
Формула	CaTiO3
Статус IMA	унаследованный минерал
Физические свойства
Цвет	Чёрный, красновато-коричневый, бледно-жёлтый, оранжевый
Цвет черты	Сероватая
Блеск	Металлический
Твёрдость	5,5
Излом	Раковистый
Плотность	4 г/см³
Кристаллографические свойства
Сингония	Орторомбическая
Медиафайлы на Викискладе

Перовски́т — сравнительно редкий для поверхности Земли минерал, титанат кальция. Эмпирическая формула: CaTiO₃. Назван в честь русского минералолога Л. А. Перовского.

Характеристика

Кристаллы перовскита имеют кубическую (псевдокубическую) форму, грани кубов иссечены короткими штрихами, параллельными рёбрам. Нередко кристаллы спаяны по граням кубов. В зависимости от примесей имеет разнообразный цвет:

• большей частью тёмный — серовато-чёрный, железо-чёрный, красновато-бурый;
• реже светлый — гиацинтово-красный, померанцево- и медово-жёлтый. Перовскит светлых цветов прозрачен.

Твёрдость по минералогической шкале: 5,5—6, плотность: 3,97—4,0 г/см³. Кальций может замещаться на Ce, Ti на Nb и Та, могут быть и другие примеси, что приводит к образованию кнопита, дизаналита и лопарита.

Месторождения

Перовскит был обнаружен в 1839 году в Уральских горах Густавом Розе и был назван им в честь минералога графа Л. А. Перовского.

Перовскит встречается преимущественно в тальковых и хлоритовых сланцах. В микроскопическом виде найден также в породах вулканического происхождения (в мелилитовом базальте, базальтовой лаве). Месторождения на Урале, в Тироле (Австрия), а также в Швейцарии и Финляндии.

Применение

Структура перовскита (бирюзовый — атом кальция, серый — атом титана, красный — атом кислорода

Перовскит — источник титана, ниобия и ряда других элементов. Он весьма известен также благодаря своей кристаллической структуре. Атомы титана в перовските расположены в узлах слабо искажённой кубической решётки. В центрах псевдокубов располагаются атомы кальция. Атомы кислорода образуют вокруг атомов титана практически правильные октаэдры, которые немного развёрнуты и наклонены относительно идеальных положений. Среди соединений, имеющих структуру перовскита, оксиды, галогениды, интерметаллиды. Структурой перовскита (или производной от него) обладают высокотемпературные сверхпроводники, ионные проводники, а также многие магнитные и сегнетоэлектрические материалы.

Журнал «Science» включил перовскит в первую десятку прорывов 2013 года, подразумевая возможность использования его в солнечной энергетике.

Структурно сходные соединения

Общепринята точка зрения, что нижняя мантия Земли (слой между глубинами 660 км и 2791 км) состоит на 75—80 % из (Mg,Fe)SiO₃ перовскитоподобной фазы, на 5—10 % из CaSiO₃ и на 10—15 % из магниевого вюстита, и, следовательно, MgSiO₃ составляет около половины общего объёма нашей планеты.

Структурно подобные перовскиту комплексные полимерные галогениды висмута и сурьмы, разработанные российскими учёными из Института неорганической химии имени А. В. Николаева СО РАН, Института проблем химической физики РАН и аффилированные Сколково, могут стать общим принципом построения полупроводников для будущих перспективных солнечных батарей. Данное исследование позволило получить солнечную батарею с рекордными для галогенидов сурьмы и висмута коэффициентами преобразования света в электричество. В отличие, например, от рассмотренного китайскими исследователями в 2018 году перовксито-подобного материала, данный полупроводник не содержит токсичного свинца.

Ссылки

• Перовскит в энциклопедии GeoWiki (рус.)
• Перовскит в справочнике «Минералы России»
• Перовскит в базе webmineral.com (англ.)
• Ringwood, A. E. «Phase transformations and their bearing on the constitution and dynamics of the mantle» (англ.)
• Oganov, A. R., Brodholt, J. P., Price, G. D. «The elastic constants of MgSiO₃ perovskite at pressures and temperatures of the Earth’s mantle» (англ.).
• Ono S., Oganov, A. R. «In situ observations of phase transition between perovskite and CaIrO₃-type phase in MgSiO₃ and pyrolitic mantle composition.» (англ.).