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Gibbsit

Gibbsit ist ein wichtiges Erz für Aluminium und ist eines der drei Mineralien, die zusammen das Gestein Bauxit bilden. Bauxit wird oft für ein Mineral gehalten, das aber ein Gestein ist, bestehend aus Aluminiumoxid und Hydrooxidmineralien wie Gibbsit, Boehmit AlO(OH) und Diaspore, HAlO₂, genauso wie aus Tonen, Schlamm, Eisenoxide und -hydrooxide. Bauxit ist ein Gestein, das man in starke Verwitterungsumgebungen, wie sie in reich bewaldeten, feuchten, tropischen Klima, findet.

Die Struktur von Gibbsit ist interessant und analog zur Grundstruktur von Glimmer. Die Grundstruktur bildet gestapelte Schichten von verknüpften Oktaedern von Aluminiumoxid. Die Oktaeder bestehen aus Aluminiumionen mit einer dreifach positiven Ladung gebunden an sechs oktaederförmig angeordnete Hydrooxide mit einer einfachen negativen Ladung. Jedes der Hydrooxide ist an nur zwei Aluminiumatome gebunden, da ein Drittel der Oktaeder kein zentrales Aluminiumion haben. Das Ergebnis ist eine neutrale Schicht, da +3/6 = +1/2 (+3 von den Aluminiumionen durch sechs Hydrooxide) und -1/2 = -1/2 (-1 Ladung von den Hydrooxiden geteilt durch nur zwei Aluminiumionen), so dass sich die Ladungen aufheben. Da keine Ladungen auf den Gibbsitschichten vorhanden ist, gibt es keine Ladungen um Ionen zwischen den Schichten zu halten, die als "Klebstoff" die Schichten zusammenhalten könnten. Diese Schichten werden nur durch schwache Bindungskräfte zusammengehalten und dies ergibt ein sehr weiches und leicht spaltbares Mineral.

Die Struktur von Gibbsit ist nahe mit der Struktur von Brucit, Mg(OH)₂, verwandt. Jedoch braucht die niedrigere Ladung des Magnesiums (+2) des Brucit im Gegensatz zum Aluminium (+3) von Gibbsit nicht, dass ein Drittel der Oktaeder kein zentrales Aluminiumion aufweisen. die unterschiedliche Symmetrie von Gibbsit und Brucit durch die unterschiedliche Anordnung der Schichten bestimmt.

Es ist die Gibbsit-Schicht, die den Bauplan des Minerals Korund Al₂O₃ vorgibt. Die Grundstruktur von Korund ist mit Gibbsit identisch mit der Ausnahme, dass die Hydrooxide durch Sauerstoff ersetzt sind. Da Sauerstoff eine zweifach negative Ladung jedes Oktaeders ergibt, müssen die oberhalb und unterhalb liegenden Aluminiumionen auch gebunden werden und bilden so die Rahmenstruktur, die die Struktur des Korunds ist.

Gibbsit ist auch deshalb interessant, da es oft als Teil der Struktur von anderen Mineralien gefunden wird. Die neutralen Aluminiumhydrooxidschichten werden sandwichartig zwischen Silikatschichten in wichtigen Tongruppen gefunden: Die Illit-, Kaolinit- und Montmorillonit/Smectit-Gruppen. Die individuellen Aluminiumhydrooxidschichten sind identisch mit den einzelnen Schichten von Gibbsit und werden als "Gibbsit-Schichten" bezeichnet.