Brookite

Brookit ist das orthorhombische Polymorph von Titandioxid (TiO₂), eine von vier natürlich vorkommenden Mineralformen mit derselben chemischen Zusammensetzung, aber unterschiedlichen Kristallstrukturen. Die anderen drei sind Akaogiit (monoklin), Anatas (tetragonal) und Rutil (tetragonal). Es ist deutlich seltener als Anatas und Rutil, zeigt aber wie diese photokatalytische Aktivität. Seine Elementarzelle ist größer als die von Anatas oder Rutil und enthält acht TiO₂-Formeleinheiten, verglichen mit vier bei Anatas und zwei bei Rutil. Häufige Verunreinigungen sind Eisen, Tantal und Niob. Das Mineral wurde 1825 vom französischen Mineralogen Armand Lévy zu Ehren von Henry James Brooke (1771–1857), einem englischen Kristallographen, Mineralogen und Wollhändler, benannt. Eine als Arkansit bekannte Varietät kommt in Magnet Cove, Arkansas, vor, und es wird auch im Murun-Massiv auf der Olyokma-Chara-Hochebene in Ostsibirien, Russland, gefunden. Oberhalb von etwa 750 °C wandelt sich Brookit in die Rutil-Struktur um.

Brookit gehört zur orthorhombisch-dipyramidalen Kristallklasse (2/m 2/m 2/m, auch als mmm bezeichnet), mit der Raumgruppe Pcab und den Gitterparametern a = 5,4558 Å, b = 9,1819 Å und c = 5,1429 Å. Seine Struktur besteht aus verzerrten Oktaedern, die jeweils ein Titanion im Zentrum und Sauerstoffionen an den sechs Eckpunkten aufweisen; jedes Oktaeder teilt drei Kanten mit Nachbarn und bildet so das orthorhombische Gerüst. Kristalle sind typischerweise tafelig, gestreckt und parallel zur Längsrichtung gestreift, können aber auch pyramidal, pseudohexagonal oder prismatisch sein. Brookit und Rutil können in einer epitaktischen Beziehung miteinander verwachsen. Das Mineral ist meist braun, manchmal gelblich oder rötlich braun oder sogar schwarz; es sind auch tiefrote Kristalle bekannt, die Pyrop und Almandin-Granat ähneln. Es hat einen submetallischen Glanz, ist undurchsichtig bis durchscheinend und erscheint im Durchlicht gelblichbraun bis dunkelbraun. Brookit ist doppelbrechend (zweiachsig positiv) mit sehr hohen Brechungsindizes über 2,5, die den von Diamant (2,42) übertreffen. Es zeigt einen sehr schwachen Pleochroismus in Gelb-, Rot-, Orange- und Brauntönen und ist weder fluoreszierend noch radioaktiv. Das Mineral ist spröde, mit muscheligem bis unebenem Bruch und unvollkommener Spaltbarkeit parallel zur c-Achse, mit Spuren senkrecht zur a- und b-Achse. Seine Mohshärte beträgt 5,5 bis 6, ähnlich wie Anatas und etwas geringer als Rutil (6 bis 6,5). Die spezifische Dichte liegt zwischen 4,08 und 4,18.