Brookite

La brookite è il polimorfo ortorombico del biossido di titanio (TiO₂), una delle quattro forme minerali naturali con la stessa composizione chimica ma strutture cristalline distinte. Le altre tre sono l'akaogiite (monoclina), l'anatasio (tetragonale) e il rutilo (tetragonale). È significativamente più rara dell'anatasio e del rutilo, sebbene, come loro, presenti attività fotocatalitica. La sua cella unitaria è più grande di quelle dell'anatasio o del rutilo, contenendo otto unità formula di TiO₂, rispetto alle quattro dell'anatasio e alle due del rutilo. Le impurità comuni includono ferro, tantalio e niobio. Il minerale fu denominato nel 1825 dal mineralogista francese Armand Lévy in onore di Henry James Brooke (1771–1857), cristallografo, mineralogista e commerciante di lana inglese. Una varietà nota come arkansite si trova a Magnet Cove, in Arkansas, ed è presente anche nel Massiccio del Murun, sull'Altipiano di Olyokma-Chara, nella Siberia orientale, in Russia. Al di sopra di circa 750 °C, la brookite si trasforma nella struttura del rutilo.

La brookite appartiene alla classe cristallina dipiramidale ortorombica (2/m 2/m 2/m, anche designata mmm), con gruppo spaziale Pcab e parametri di cella unitaria a = 5,4558 Å, b = 9,1819 Å e c = 5,1429 Å. La sua struttura è composta da ottaedri distorti, ciascuno con uno ione titanio al centro e ioni ossigeno ai sei vertici; ogni ottaedro condivide tre spigoli con i vicini, formando la struttura ortorombica. I cristalli sono tipicamente tabulari, allungati e striati parallelamente alla loro lunghezza, e possono anche essere piramidali, pseudo-esagonali o prismatici. La brookite e il rutilo possono crescere insieme in una relazione epitassiale. Il minerale è solitamente di colore bruno, talvolta giallastro o bruno-rossastro, o persino nero; sono noti anche cristalli di colore rosso intenso che ricordano il piropo e l'almandino. Ha una lucentezza submetallica, è opaco o traslucido e appare bruno-giallastro o bruno scuro in luce trasmessa. La brookite è birifrangente (biassica positiva) con indici di rifrazione molto elevati, superiori a 2,5, superando quello del diamante (2,42). Mostra un pleocroismo molto debole nelle tonalità del giallo, rosso, arancione e bruno, e non è né fluorescente né radioattiva. Il minerale è fragile, con frattura subconcoide o irregolare e sfaldatura scarsa parallela all'asse c, con tracce perpendicolari sia all'asse a che all'asse b. La sua durezza Mohs è compresa tra 5,5 e 6, simile all'anatasio e leggermente inferiore al rutilo (da 6 a 6,5). Il peso specifico varia da 4,08 a 4,18.