Sulfocalcofilos

Universidad de Guanajuato

Divisin de ciencias naturales y exactasQumica inorgnica

Veridiana Reyes Zamudio

Sulfocalcofilos

Aranxa Estefana Maldonado Aldaco lvaro Leonel Robles grana Christian Agustn Rodrguez meja

NCalcfilosTienen uncomportamiento qumico intermedioentre loslitfilos ysiderfilos y muestran especial afinidad por el azufre, con el que se combinan para formarsulfuros. Los Elementos Calcfilos presentan una fuerte afinidad por el azufre y dbil por el oxgeno. Estos elementos se pueden encontrar en estado nativo pero restringidos a ambientes carentes de azufre. (Cu, Ag, Pb, Hg).Entre sus caractersticas tenemos:

-Son menos fcilmente oxidables que el Fe2+.

-Tienen electronegatividades ms altas que las de los elementos litfilos (entre 1,6 y 2,2).- Un elemento no tiene por qu ser exclusivo de una sola clasificacin, pudiendo estar en dos, pero tiene una preferencia.

-Sus volmenes atmicos son pequeos.

-Forman enlaces covalentes y compuestos estables con el S.

-Se concentran fundamentalmente en el ncleo externo.

Un elemento no tiene por qu ser exclusivo de una sola clasificacin, pudiendo estar en dos, pero tiene una preferencia lo cual explica la abundancia de litfilos en la corteza terrestre, as como la escasez que presentan los siderfilos y calcfilos.N

CLASIFICACION DE SZADECZKY-KARDOSS

SulfocalcfilosElementos de radio inico grande, se combinan mediante enlaces covalentes o metlicos y son frecuentes en las fases sulfuradas de los meteoritos, en las rocasbsicas y en las soluciones hidrotermales.Esta clasificacin corresponde a aquellos elementos de la tabla peridica que generalmente se encuentras asociados con el azufre en sulfuros

NSulfurosCaractersticas generales

Esta clase comprendida entre 250 minerales que representan compuestos de metales con Azufre, a veces Selenio y Teluro y con Arsnico y Antimonio y raramente con Bismuto. Estos tres ltimos juegan un papel importante en la composicin de las sulfosales.

En condiciones naturales el Azufre se conoce en dos estados de Valencia:S2- entrando en la composicin de los sulfuros.S6+ catin hexavalente entrando en la de los sulfatos.

Los ambientes reductores facilitan la formacin de sulfuros y los oxidantes la de los sulfatos.

El Azufre combinado con metales como Hierro, Nquel y Cobre se separa en las primeras fases de diferenciacin magmtica.

Las mayores cantidades de sulfuros se encuentran por regla general en depsitos neumatolticos o hidrotermales, sobre todo los ltimos son principales fuentes de sulfuros.

NCaractersticas cristaloqumicas y propiedades fsicas.Los sulfuros son compuestos relativamente simples con una frmula general:Am XnA metalesX Azufre o a veces Sb, As, Te o Se.Las sulfosales tienen una composicin ms compleja con frmula general:AmBpSnA..........Cu, Ag, PbB..........As, Sb, BiS..........SEl tipo de estructura de los sulfuros la coordinacin de los metales o bien es octadrica (Galena) o bien tetradrica (Esfalerita)En las sulfosales las estructuras son ms complicadas pero la mayora de ellos se pueden considerar derivados de las estructuras de los sulfuros.Los sulfuros tienen cristales de alta simetra mientras que las sulfosales es escasa.Los sulfuros aparecen como sulfosales suelen tener brillo metlico, a excepcin del Cinabrio, Esfalerita, con brillo resinoso graso. Son opacos con altas densidades relativas y de intermedia a baja dureza.Las sulfosales son casi todas de color gris mientras que los sulfuros aparecen con gran variedad de colores: blancos, amarillo latn (Fe), grises (Ag) y amarillo limn o rojas (Cinabrio).NOrigen y tipo de rocasAlgunos sulfuros de Hierro, Nquel y Cobre como Pirita, Calcopirita y Pirrotina se separan durante las primeras etapas de cristalizacin de magmas bsicos debidos a su origen.

La forma de los dems sulfuros y sulfosales, es el resultado de la deposicin de soluciones acuosas cargadas de SH2 en condiciones endgenas pero la mayora de los sulfuros y sulfosales son productos hidrotermales.

ClasificacinLa clasificacin est hecha segn asociaciones genticas:MetlicasNo metlicas

NMetlicas:

Asociacin Ni Co Fe.Grupo de la Pirrotina.Pirrotina: Fe1-xS La Pirrotina es el sulfuro de Hierro siempre con diferencia de Hierro Fe1-xS x comprendida entre 0 y 0,2.Existe solucin slida completa a alta temperatura (mancha negra grfica fig. 10.27).En esa solucin es donde se encuentra las variedades hexagonales de Pirrotina.A baja temperatura campo Pirrotina de estabilidad se estrecha y da lugar a varios tipos de Pirrotina hexagonales y monoclnicas y a muestras de Pirrotina fundamentalmente con Pirita.Se considera la Pirrotina monoclnica estable por debajo de 254 C.Propiedades fsicas:Las formas suelen ser cristales hexagonales, generalmente tabulares de color bronce y con brillo metlico. Es magntica.Yacimientos:Generalmente aparecen en rocas gneas bsicas asociada con Calcopirita y otros sulfuros. Tambin en depsitos de metamorfismo. Y en filones hidrotermales.

Grupo de la PiritaPirita y Marcasita: FeS2 - FeS2 El FeS2 aparece en la naturaleza bajo dos forma: Pirita cbica y Marcasita ortorrmbica.La Pirita puede contener pequeas cantidades de Nquel y Cobalto y de Oro y Cobre, pero como impurezas microscpicas.La composicin para la Marcasita es ms constante.Estructura:La estructura de la Pirita es como la del NaCl en la posicin del Sodio est el Hierro, en vrtices y centros de caras y en la posicin del Cloro el grupo S2, en centros y aristas y en centros de cubos.La estructura de la Marcasita es un cubo deformado que cristaliza en el sistema ortorrmbicoLas relaciones de estabilidad de estos minerales no est bien definida experimentalmente a >157 C la Marcasita es metaestable en relacin Pirita Pirrotina9Propiedades fsicas:

Pirita es de color amarillo latn plido bien cristalizada y generalmente aparece en forma de cristales que son cubos son estras en las caras. Tambin aparecen octaedros y piritoedros, brillo metlico con alta densidad y dureza. Se distingue de otros minerales porque es ms oscuro.Presenta maclas de compenetracin de dos individuos llamada Cruz de Hierro que son dos piritoedros maclados. Tambin aparece de forma masiva.La Marcasita es de color amarillo ms claro, casi blanco, hay quien la llama Pirita de Hierro blanco.Los cristales suelen ser tabulares o prismticos. Tambin maclados polisintticamente con terminaciones en punta o Cresta de Gallo o Punta de Espada.

Tambin aparece en masas y granular y formas radiadas o estalactitas.La Pirita se altera con ms facilidad que la Marcasita, dando xidos de Hierro. La capa de xido que cubre a los filones de Pirita se conoce como Gossan o Corteza de Hierro.

Yacimientos:Pirita es el sulfuro de Hierro ms corriente, se forma a alta presin y baja temperatura. Las mayores masas de Pirita son de alta temperatura.Tambin aparece en depsitos de metamorfismo de contacto o en filones hidrotermales sedimentarios.

Asociado con Calcopirita, Esfalerita y Galena.La Marcasita aparece en filones asociada a menas de Plomo y Cinc. Se deposita a baja temperatura a partir de disoluciones cidas y muchas veces como mineral supergnico en condiciones superficiales. Aparece en depsitos de reemplazamiento. Son depsitos que se forman de los minerales de un filn pasan a rocas encajantes y as aparece en estos depsitos en calizas mezclada con margas y arcillas.

Arsenopirita:

Es un sulfoarseniuro de Hierro. Se puede considerar derivada de la Marcasita con sustituciones de uno de los Azufres por Arsnico.La estructura es igual que la de la Marcasita de tal forma que el Arsnico va en las posiciones en que iba el Azufre en la Marcasita.A menudo los cristales son maclas de cristales monoclnicos que dan lugar a uno rmbico.De color blanco plata y brillo metlico.Tambin conocido como Mispiquel.Es el mineral de Arsnico ms corriente que se encuentra asociado a menas de Antimonio y Wolframio en filones hidrotermales de alta temperatura.Suele aparecer con sulfuros como Pirita Calcopirita Galena...Asociado a Oro.

Asociaciones Mo W SnMolibdenita: MoS2Lminas de Molibdeno alternando con lminas de Azufre formando estructura en capas con enlaces dbiles entre ellos que le dan una exfoliacin perfecta (0,0,0,1)Aparece en cristales de lminas o placas hexagonales con masas exfoliables o con escamas de color gris oscuro y brillo metlico. Recuerda al Grafito pero tiene color azulado y el Grafito color castao y tiene mayor dureza.Se altera con facilidad dando el Molibdenato de Hierro amarillo.Aparece como mineral accesorio en granitos, pegmatitas, pero en los prfidos cuprferos.Aparece en filones hidrotermales a alta temperatura con minerales de estao y Wolframio y en rocas de metamorfismo de contacto con silicatos de Calcio.Asociado a Esfalerita, Fluorita y Calcopirita.

Asociacin Zn Cu Pb.a) Esfalerita: ZnS CbicaCasi siempre contiene Hierro en una proporcin que depende de la temperatura de cristalizacin.

Estructura:La estructura es igual que la del Diamante con la mitad de los tomos de Carbono reemplazados por Cinc y la otra mitad por Azufre. Cuando la Pirrotina aparece escaso de Hierro en el medio y la cantidad en la Esfalerita en forma de sulfuro llega al 50% en moles. Cuando cristalizan juntos la proporcin de Hierro de Esfalerita dice la temperatura de formacin del polimorfo del Cinc a baja temperatura, pero existe tambin un polimorfo de ZnS hexagonal a lata temperatura que es la Wultrenita 1020 C.

Propiedades fsicas:Cuando son cristales tetraedros, cubos y dodecaedros, los cristales no suelen estar bien formados. Suelen ser agregados redondeados, o masas granulares o exfoliables con maclas polisintticas.De color amarillo, castao a negro que depende de la cantidad de Hierro.No tiene brillo metlico sino resinoso.Perfecta exfoliacin prismtica.

Yacimientos:Es la mena ms importante de Zn. En sus yacimientos est siempre asociada a la Galena, normalmente en filones hidrotermales, tambin con Pirita, Pirrotina y depsitos de reemplazamiento asociado a Pirita y Magnesita.La Esfalerita de color ms claro, casi transparente se conoce como Esfalerita o blenda acaramelada que aparece en filones de rocas gneas o depsitos de metamorfismo de contacto con carbonatos y Calcita.

b) Calcopirita: CuFeS2Estructura:Estructura que puede considerarse derivada de la Esfalerita, en la cul la mitad de Cinc est sustituida por Cobre y la otra mitad por Hierro.Cristaliza en el sistema tetragonal pero los cristales parecen tetraedros de Bornita y Pirrotina, resultado de dos biesfenoides tetragonales.Propiedades fsicas:De color amarillo latn, pero a menudo con patina bronceado o iridiscente o decoloreadas por la humedad. Son masivos y se altera a carbonatos, Azurita y Malaquita.Yacimientos:Aparece en filones hidrotermales, es el mineral de Cobre ms corriente y una de las fuentes importantes de este metal.Aparece en rocas gneas o rocas de metamorfismo. En muchos casos puede contener Oro y Plata.Es el principal mineral de Cobre en los depsitos de Cobre porfdico.Tambin puede proceder por transformacin de masas de Pirita, parte se transforma en Calcopirita suelen ser pobres en Cobre de poca pureza.La Calcopirita se altera a otros minerales de Cobre como Azurita y Malaquita, Calcosina y Covelina y Cuprita.

Covelina: CuS Suele contener algo de Telurio. Con una estructura en capas y por tanto exfoliacin basal, raras veces aparecen cristales. Suelen ser masas de grano fino diseminado en otros minerales. De color azul oscuro y procede de alteracin de otros minerales de Cobre.

No es abundante.

Es un mineral supergnico que recubra a otros sulfuros.

Galena: PbSLos anlisis de Galena casi siempre dan Plata, probablemente con mezcla de sulfuros de Plata o bien por mezcla de minerales de Plata o bien porque hay sustitucin slida ( Ag sustituyendo al Plomo )La estructura es cbica como la del NaCl, los tomos del Azufre corresponden en las posiciones del Cloro y el Plomo al Sodio.Propiedades fsicas:Son cubos a veces como octaedros. Exfoliacin cbica perfecta y fracturas segn la cara del octaedro (1,1,1)Color gris y brillo metlico.Yacimientos:Sulfuro muy corriente que se encuentra asociado a Esfalerita, Pirita, Marcasita, Calcopirita. Cuando se encuentra en filones hidrotermales se asocia generalmente a minerales de Plata, cuando son de alta temperatura. Cuando esos filones son de baja temperatura suelen estar localizados a poca profundidad y contienen poca Plata.Tambin puede aparecer en metamorfismo de contacto, en algunas pegmatitas de rocas sedimentarias.Asociacin Ag Au Hg.Cinabrio: HgSPolimorfo estable de baja temperatura porque existe una forma de alta temperatura que es cbica y se llama metacinabrio.Propiedades fsicas:Son raros los cristales. Suelen ser romboedros, pero lo ms comn son masas granulares o tambin como costras o diseminaciones en la roca. De color rojizo con brillo adamantino y exfoliacin prismtica.Yacimientos:Mena ms importante de Plata. Aparece en forma de impregnaciones o filones de relleno, cerca de rocas volcnicas recientes que se ha depositado prcticamente en superficies a partir de soluciones probablemente alcalinos.

Aparece con otros sulfuros: Pirita, Marcasita, Sulfuros de Cobre y con Mercurio nativo.

SemimetlicosEstibina o Antimonita, Rejalgar y Oropimente:Sb2S3 AsS As2S3La Estibina es de color gris oscuro, negro, con brillo metlico, a menudo formas prismticos delgados terminados en punta. A veces aparece en masas hojosas o cristales radiales.Sin embargo los sulfuros de Arsnico el Rejalgar es rojo anaranjado y el Oropinete amarillo limn, brillo resinoso, translcidos a veces transparentes.Los 5 minerales suelen aparecer asociados en filones hidrotermales de baja temperatura y van asociados con otros sulfuros: Galena, Esfalerita, Cinabrio....

SulfosalesEl trmino sulfosal se usa para designar mineral de Azufre no oxidado ( S2- ) que estructuralmente es diferente de un sulfuro porque lleva 2 cationes. Tambin se pueden considerar como sulfuros dobles.Estos minerales son normalmente productos secundarios que aparecen en filones hidrotermales asociados a los sulfuros ms comunes.La mayora de los sulfosales contienen Cobre, Plata o Plomo y as se clasifican. Estos minerales no tienen estos metales con la suficiente abundancia como para ser menas de ellos.

Sulfosales con CobreGrupo de la Tetraedrita Tenantita: Cobre y Antimonio Cobre y ArsnicoSon dos minerales isoestructurales que forman una serie completa de solucin slidas. Sus propiedades son tan similares que es imposible diferenciarlos en muestra de mano.Son los sulfosales de Cobre ms abundantes y comunes. Se encuentran con sulfuros primarios de Cobre en filones hidrotermales y en depsitos de rocas carbonatadas.Sulfosales con Plata:Grupo de la Pirargirita Proustita: Ag3SbS3 Ag3AsS3Se conocen como platos rojos. Son los dos isoestructurales y forman solucin slida pero no completa.Aparecen en cristales prismticos hexagonales de color rojo que aparecen en filones hidrotermales de media a baja temperatura asociados a Galena, sulfuro de Plata y con los otros sulfuros de Cobre.

EJEMPLOS

argentita: Ag2S

Nmero atmico47Valencia1Estado de oxidacin+1Electronegatividad1,9Radio inico (nm)0,126Radio atmico (nm)0,144Configuracin electrnica[ Kr ] 4d105s1Primer potencial de ionizacin (kj/mol)758Segundo potencial de ionizacin (kj/mol)2061Potencial estndar0,779 V (Ag+/ Ag)Masa atmica (g/mol)107,87 g.mol-1Densidad (g/cm3a 20oC)10,5Punto de ebullicin (C)2212 CPunto de fusin (C)962 CDescubridorLos antiguos

aplicacionesEn la mayor parte de sus aplicaciones, la plata se alea con uno o ms metales. La plata, que posee las ms altas conductividades trmica y elctrica de todos los metales, se utiliza en puntos de contacto elctricos y electrnicos. Tambin se emplea mucho en joyera y piezas diversas. Entre la aleaciones en que es un componente estn las amalgamas dentales y pistones de motores.La plata es un elemento bastante escaso. Algunas veces se encuentra en la naturaleza como elemento libre (plata nativa)cobreBornita: Cu5FeS4

Calcopirita: CuFeS2

Calcosina: Cu2S

Enargita: Cu3AsS4

cobreNmero atmico29Valencia1,2Estado de oxidacin+2Electronegatividad1,9Radio covalente ()1,38Radio inico ()0,69Radio atmico ()1,28Configuracin electrnica[Ar]3d104s1Primer potencial de ionizacin (eV)7,77Masa atmica (g/mol)63,54Densidad (g/ml)8,96Punto de ebullicin (C)2595Punto de fusin (C)1083DescubridorLos antiguos

Usos y aplicacionesSu conductividad trmica y elctrica son muy altas. Es uno de los metales que puede tenerse en estado ms puro, es moderadamente duro, es tenaz en extremo y resistente al desgaste. La fuerza del cobre est acompaada de una alta ductilidad.Las principales aplicaciones de los compuestos de cobre las encontramos en la agricultura, en especial como fungicidas e insecticidas; como pigmentos; en soluciones galvanoplsticas; en celdas primarias; como mordentes en teido, y como catalizadores.Cinabrio: HgS Mercurio

Nmero atmico80Valencia1,2Estado de oxidacin+2Electronegatividad1,9Radio covalente ()1,49Radio inico ()1,10Radio atmico ()1,57Configuracin electrnica[Xe]4f145d106s2Primer potencialde ionizacin (eV)10,51Masa atmica (g/mol)200,59Densidad (g/ml)16,6Punto de ebullicin (C)357Punto de fusin (C)-38,4DescubridorLos antiguos

Usos y aplicacionesEl mercurio metlico se usa en interruptores elctricos como material lquido de contacto, como fluido de trabajo en bombas de difusin en tcnicas de vaco, en la fabricacin de rectificadores de vapor de mercurio, termmetros, barmetros, tacmetros y termostatos y en la manufactura de lmparas de vapor de mercurio. Se utiliza en amalgamas de plata para empastes de dientes. Los electrodos normales de calomel son importantes en electroqumicaBlenda ZnS Nmero atmico30Valencia2Estado de oxidacin+2Electronegatividad1,6Radio covalente ()1,31Radio inico ()0,74Radio atmico ()1,38Configuracin electrnica[Ar]3d104s2Primer potencialde ionizacin (eV)9,42Masa atmica (g/mol)65,37Densidad (g/ml)7,14Punto de ebullicin (C)906Punto de fusin (C)419,5DescubridorAndreas Marggraf en 1746

Usos y aplicacionesLos usos ms importantes del zinc los constituyen las aleaciones y el recubrimiento protector de otros metales. El hierro o el acero recubiertos con zinc se denominan galvanizados, y esto puede hacerse por inmersin del artculo en zinc fundido (proceso de hot-dip), depositando zinc electrolticamente sobre el artculo como un bao chapeado (electrogalvanizado), exponiendo el artculo a zinc en polvo cerca de su punto de fusin (sherardizing) o rocindolo con zinc fundido (metalizado).