Бичулит имеет идеальную химическую формулу 2CaO•Al 2 O 2 •SiO 2 •H 2 O , которая была выведена из гидротермального синтеза синтетического геленита ( 2CaO•Al 2 O 3 •SiO 2 ). Кроме того, бичулит был обнаружен в шахтах Японии вместе с родственными минералами. Этот структурированный бичулит содалитового типа имеет необычное соотношение алюминия к кремнию , что вызывает трудности в расшифровке структуры. Из-за структуры бичулита он имеет порошкообразную текстуру, что приводит к сложностям в получении информации о физических свойствах минерала. Несмотря на эту проблему, цвет, удельный вес и размер кристаллов бичулита известны. Хотя бичулит был открыт всего около 40 лет назад, технологии быстро развиваются, что позволяет получать более точные результаты из экспериментов, проводимых сегодня.
Учитывая, что биччулит был обнаружен в скарнах , [6] минерал содержит различные примеси, что препятствует образованию абсолютной химической формулы . Даже с использованием методов рентгеновской порошковой дифракции точный состав биччулита не мог быть определен. [7] Однако после проведения некоторых экспериментов по гидратации геленита был не только создан биччулит, но и была составлена идеальная химическая формула для редкого минерала: 2CaO• Al2O3 •SiO3 • H3O . [ 8] Поскольку биччулит содержит алюминий, кремний и кислород , он считается алюмосиликатом . [9] При комнатной температуре алюмосиликаты обычно имеют соотношение алюминия к кремнию , близкое к 1, в результате чередующихся связей ионов Al и Si с O, или правила Левенштейна. Хотя биччулит является алюмосиликатом, он единственный, имеющий соотношение Al к Si 2:1 и каркасную структуру. [10] Биччулит также является минералом содалитового типа не только из-за схожих компонентов состава Na 6 (Na,Ca) 2 (Al 6 Si 6 O 24 )X 1−2n •H 2 O , но и из-за аналогичной структуры.
Семейство минералов содалита имеет тетраэдрическую каркасную структуру с высокозаряженными катионами , такими как Al 3+ или Si 4+, соединенными через общий O 2− . Поэтому биччулит считается структурой типа содалита, поскольку он имеет тетраэдры, состоящие из Al, Si и O. Атомы Al и Si распределены по тетраэдрическим позициям, в то время как ионы кальция и пустые (OH) 4 -тетраэдры занимают полости. Кроме того, из-за каркаса типа содалита биччулита он содержит бета-клетки, которые, как известно, обладают высокой степенью гибкости, и в результате структура может разрушаться различными механизмами для размещения различных катионов и анионов в бета-клетке. [11] Поскольку соотношение Al:Si в биччулите составляет 2:1, это вызывает беспорядок Al и Si. Следовательно, связи Al-O-Al с тетраэдрическими единицами возникают вместо связей Al-O-Si, что нарушает правило Левенштейна и создает проблемы для определения структуры бичулита.
При попытке проверить структуру бичулита прямым программным методом были обнаружены необоснованные кристаллохимические особенности. В конце концов, разработанные модели были созданы с использованием проб и ошибок и с помощью функции Паттерсона , которая отображает атомы в решетке для проверки разработанных моделей. С процессом исключения только пространственная группа I4 ̅3m удовлетворяла правильным межатомным расстояниям и связям полиэдров, и была позже подтверждена с помощью нейтронной дифракции .
Структура ячеек бичулита была идентифицирована как объемно-центрированная кубическая с помощью рентгеновских порошковых моделей. [12] Более того, кристаллы имеют кубическую форму с точечной группой 4 ̅3m, таким образом, имея изометрический кристаллический класс. Нейтронная дифракция определила, что кристаллы бичулита имеют пространственную группу I4 ̅3m с a = 8,825 ± 0,001 Å. Было определено, что атомы Al и Si были размещены на тетраэдрических участках с кислородом, удерживающим их на месте. Также имеется пустой тетраэдр атомов кислорода в центре каждой октаэдрической группы, и каждый из них связан с атомом водорода , который находится на диагоналях тела ячейки. С помощью функции Паттерсона, которая определяет кристаллографию минералов, атомы кальция и группы ОН были обнаружены в больших пространствах каркаса бичулита.
Бичулит является природным аналогом гидрата геленита, поэтому геленит может разлагаться на бичулит, или процессы могут быть обращены вспять с помощью гидротермальных методов, чтобы превратить бичулит обратно в геленит. Кроме того, бичулит может образовываться во время охлаждения контактного метаморфизма, когда текстура породы изменяется из-за воздействия давления и экстремальных температур магмы , или метасоматоза, который изменяет породу химически гидротермальными жидкостями. [13] Бичулит встречается с везувианом (с гидрогроссуляром или без него), геленитом и кальцитом . [14] Кроме того, бичулит из шахты Акагане в префектуре Иватэ , Япония, содержит ксантофиллит и везувиан. Бичулит встречается не только в скарнах в городе Биччу, но также и в скарнах в Карнеале, Северная Ирландия .