سكوتيرودايت

السكوتيروديت معدن من زرنيخيد الكوبالت يحتوي على كميات متفاوتة من النيكل والحديد اللذين يحلان محل الكوبالت ، وصيغته الكيميائية المثالية CoAs₃ . تشير بعض المراجع إلى أن الزرنيخ يحمل رمزًا سفليًا متغيرًا يتراوح بين 2 و ₃ . تُعرف الأنواع الغنية بالنيكل باسم نيكل-سكوتيروديت، وكان يُعرف سابقًا باسم كلوانثيت. وهو معدن خام حراري مائي يوجد في عروق ذات درجات حرارة متوسطة إلى عالية مع معادن أخرى من النيكل والكوبالت. تشمل المعادن المصاحبة له: الأرسينوبيريت ، والفضة الأصلية ، والإريثريت ، والأنابيرجيت ، والنيكلين ، والكوبالتيت ، وأملاح كبريتات الفضة ، والبزموت الأصلي ، والكالسيت ، والسيديريت ، والباريت، والكوارتز . [ ^{3 ] يُستخرج} السكوتيروديت كخام للكوبالت والنيكل، مع إنتاج ثانوي من الزرنيخ .

وقد تبين أن البنية البلورية لهذا المعدن تظهر في العديد من المركبات ذات الاستخدامات التكنولوجية المهمة.

يتميز هذا المعدن ببريق معدني لامع، ولونه أبيض قصديري أو رمادي فولاذي فاتح مع خط أسود. تبلغ كثافته النوعية 6.5 وصلابته 5.5-6 . بنيته البلورية متساوية الأبعاد ، وتتخذ أشكالًا مكعبة وثمانية الأوجه مشابهة لبنية البيريت . يُضفي محتواه من الزرنيخ رائحة تشبه رائحة الثوم عند تسخينه أو سحقه.

عُرف معدن السكوتيروديت منذ العصور الوسطى ، حيث استُخدم في إنتاج السمالت . ^{[ 6 ] [ 7 ]} اكتُشف في مناجم سكوتيرود، مودوم ، بوسكيرود ، النرويج، عام 1845. ^{[ 4 ]} يُعرف هذا المعدن أيضًا باسم السمالتايت. ^{[ 8 ]} من أبرز مواقع وجوده كوبالت، أونتاريو ^{[ 9 ]} وفرانكلين ، نيو جيرسي ، في الولايات المتحدة. ^{[ 10 ]}

تم تحديد البنية البلورية لمعدن السكوتيروديت في عام 1928 بواسطة أوفيدال على أنها مكعبة، وتنتمي إلى المجموعة الفراغية Im 3 (الرقم 204). ^{[ 11 ] [ 12 ]}

تتكون الخلية الأولية لمركب السكوتيروديت من 32 ذرة، ^{[ 13 ]} مرتبة في ثمانية مكعبات أصغر مكونة من ذرات الكوبالت، تشكل مجتمعةً ثماني السطوح مع وجود الكوبالت في المركز. ستة من هذه المكعبات مملوءة بحلقات مربعة مستوية من الزرنيخ، كل منها موجه بالتوازي مع أحد أضلاع الخلية الأولية. ^{[ 14 ]} في بنيته، عند موضع ويكوف 2a ، يوجد فراغان بنيويان كبيران - يبلغ حجم كل منهما حوالي خمسة أنغستروم - يمكن ملؤهما بذرات الشوائب. ^{[ 15 ] [ 16 ]} إلى جانب حجم الخلية الأولية والمجموعة الفراغية المحددة، تصف المعلمات المذكورة أعلاه بشكل كامل البنية البلورية للمادة. يُشار إلى هذه البنية عادةً باسم بنية السكوتيروديت. ^{[ 17 ]}

تُدرس المواد ذات بنية السكوتيروديت كمواد كهروحرارية منخفضة التكلفة ^{[ 18 ]} ذات موصلية حرارية منخفضة . ^{[ 19 ] [ 20 ]} وقد تم تصنيع هذه المواد بمعامل جودة كهروحراري (ZT) يقارب 1 عند 800 كلفن . ^{[ 21 ]} لوحظ معامل جودة لا بُعدي مرتفع نسبيًا في سكوتيروديت متعدد البلورات مملوء جزئيًا بأيونات الإيتربيوم . تشغل ذرات الإيتربيوم صغيرة القطر ولكنها ثقيلة جزئيًا الفراغات في بنية CoSb3 _{المضيفة} ، مما يؤدي إلى قيم موصلية حرارية منخفضة، بينما لا تتأثر الخصائص الإلكترونية المواتية بشكل كبير بإضافة الإيتربيوم. ^{[ 22 ]}