Introducción a la Tabla Periódica de los Elementos y sus Iones para

236
Revista
Mexicana de Ciencias Geológicas, v. 25, núm. 2, 2008, p. 236-246
Bernal
y Raislback
Introducción a la Tabla Periódica de los Elementos y sus Iones
para Ciencias de la Tierra
Juan Pablo Bernal1,* y L. Bruce Railsback2
1
Instituto de Geología, Universidad Nacional Autónoma de México,
Ciudad Universitaria, 04510 Cuidad de México, México.
3
Department of Geology, University of Georgia,
Athens, Georgia 30602-2501, EE. UU.
* [email protected]
RESUMEN
En el presente artículo se muestran los principios y ventajas que ofrece la Tabla Periódica de los
Elementos y sus Iones para Ciencias de la Tierra, originalmente publicada en Railsback, L.B., 2003,
An Earth scientist’s periodic table of the elements and their ions, Geology, 31(9): 737-740. A diferencia
de la tabla periódica convencional, en donde únicamente se considera a los elementos en estado de
oxidación cero, la Tabla Periódica de los Elementos y sus Iones acomoda a las especies de acuerdo a
los estados de oxidación posibles en la naturaleza. Esto implica el reacomodo de algunas especies así
como la aparición de algunos elementos en diversas posiciones.
La clasificación de las especies de acuerdo a su estado de oxidación permite que las características
intrínsecas de cada ión, polarizabilidad y potencial iónico (ϕ), pongan en evidencia algunas tendencias
biogeoquímicas previamente elucidadas de manera semiempírica. A partir de la polarizabilidad es posible
establecer patrones de reactividad y compatibilidad de los iones, mientras que el potencial iónico permite
evidenciar tendencias en el comportamiento de los iones bajo diferentes condiciones de diferenciación
geoquímica. Se muestra que la interacción de los diferentes iones con el ión óxido (O2-), modulada por el
potencial iónico del catión, juega un papel fundamental en la mayoría de los procesos de diferenciación
geoquímica, incluyendo hidrogeoquímica, intemperismo, petrogénesis ígnea, entre otros. Debido al amplio
rango de aplicaciones, la Tabla Periódica de los Elementos y sus Iones tiene el potencial de convertirse
en una herramienta de vital importancia para el estudioso en Ciencias de la Tierra.
Palabras Clave: elementos, iones, tabla periódica, polarizabilidad, potencial iónico, clasificación.
ABSTRACT
This paper presents the basic principles behind “An Earth Scientist’s Periodic Table of the Elements
and Their Ions”, originally published in Railsback, L.B., 2003, An Earth scientist’s periodic table of the
elements and their ions, Geology, 31(9): 737-740. In contrast to Mendelejeff’s periodic table, where
all elements are classified according to their ground state (or oxidation state = 0), the Periodic Table
of the Elements and Their Ions, classifies elements and ions according to their natural oxidation state.
Consequently, some elements are displayed in several positions within the table, and some others have
been relocated.
The classification of the ions according to their oxidation state allows the visualization of trends
based upon intrinsic characteristics of each ion (such as polarizability and ionic potential) that evidence the
biogeochemical behavior of the elements and their ions. Many of those trends were only semi-empirically
inferred until now. Reaction paths for different ions are deducted from their polarizability, whereas the
ionic potential allows to infer the behavior of the ions under diverse geochemical differentiation processes.
La Tabla Periódica de los Elementos y sus Iones para Ciencias de la Tierra
237
It is shown that the interaction of different cations with the oxide ion (O2-) plays a pivotal role in most
processes of geochemical differentiation, such as aqueous geochemistry, weathering, igneous petrogenesis,
among others. Because of the wide range of applications, The Periodic Table of The Elements and Their
Ions is a valuable tool for the earth scientist.
Keywords: Elements, ions, periodic table, polarizability, ionic potential, classification.
INTRODUCCIÓN
La Tabla periódica de los elementos propuesta por
Mendelejeff (1869) ha probado ser una herramienta de gran
utilidad para predecir las propiedades químicas y físicas
de los elementos, incluso de aquellos que no existen de
manera natural en la Tierra. A pesar de diversos esfuerzos
recientes por mejorarla, la clasificación de los elementos
propuesta por Mendelejeff hace casi 150 años sigue siendo
parte fundamental de la instrucción química básica. Sin
embargo, desde el punto de vista geoquímico, la tabla
periódica tradicional presenta una serie de limitaciones
que surgen, principalmente, del hecho de que describe
las propiedades físicas y químicas de los elementos en su
estado basal (o estado de oxidación = 0). Sin embargo,
la mayoría de los elementos en la naturaleza ocurren con
un estado de oxidación diferente de cero. Un ejemplo de
esto son los metales alcalinos, tales como Li, Na, K y Rb;
la tabla periódica tradicional permite establecer con gran
precisión sus propiedades físicas y químicas, sin embargo,
en ambientes naturales, siempre se encontrarán formando
cationes univalentes, con propiedades químicas y físicas
significativamente diferentes de sus análogos metálicos.
Por ejemplo, los metales alcalinos en estado basal son
altamente incompatibles con el agua, mientras que los iones correspondientes son altamente compatibles con ésta.
Al y Si son otros ejemplos de elementos que muestran un
comportamiento contrastante al de sus iones; mientras que
Si4+ y Al3+ se encuentran entre los iones más abundantes en
la corteza terrestre (McDonough y Sun, 1995), las especies
elementales son muy poco comunes, pero no inexistentes.
Aunado a lo anterior, varios elementos presentan más de un
estado de oxidación de manera natural, y las propiedades
geoquímicas de cada uno de ellos no pueden ser explicadas
utilizando la clasificación periódica de Mendelejeff.
En virtud de lo anterior, recientemente se ha propuesto
una clasificación de los elementos y sus iones, que permite
entender su comportamiento y asociaciones geoquímicas
(Railsback, 2003), así como establecer las bases para la
mineralogía sistemática (Railsback, 2005). De manera
general, esta clasificación está basada en la estabilidad de
los enlaces formados por los ácidos duros y blandos con
los iones O2- y S2- (bases dura y blanda, respectivamente),
así como en la densidad de carga de los diferentes cationes
(potencial iónico), lo cual tiene implicaciones directas en
el carácter del enlace formado con el ión O2-. Lo anterior
implica que la interacción de los diferentes cationes con el
oxígeno regula gran parte de los procesos de diferenciación
geoquímica.
A diferencia de la tabla periódica de los elementos
de Mendelejeff, la nueva clasificación permite explicar
tendencias y agrupaciones de elementos y iones previamente observados de manera empírica en diversos ramos
de la geoquímica. Como resultado se tiene una herramienta
integral que puede aplicarse al entendimiento de diversos
procesos geoquímicos, desde la diferenciación elemental
en el manto de la Tierra, hasta procesos de intemperismo,
hidrogeoquímica y mineralogía.
De esta manera, el presente artículo pretende difundir
entre la audiencia geológica de habla española las ventajas
que ofrece la clasificación de Railsback (2003) para facilitar la comprensión de las propiedades geoquímicas de los
elementos y sus iones.
PRINCIPIOS PARA LA CLASIFICACIÓN
La Tabla Periódica de los Elementos y sus Iones ha
sido organizada de acuerdo con la dureza o blandura de los
iones. Se entiende como un ión duro aquel que posee una
alta densidad de carga positiva alrededor del núcleo atómico
y un radio iónico pequeño, por lo que la nube electrónica
(carga negativa) alrededor del núcleo es poco deformable
ante la influencia de un campo eléctrico externo (Figura
1a). Por otro lado, un ión blando posee una baja densidad
de carga positiva alrededor del núcleo y es relativamente
grande, de manera que la nube electrónica es fácilmente
deformable ante la influencia de campos eléctricos externos
(Figura 1b). Los términos “duro” y “blando” provienen de
la teoría de ácidos y bases duros y blandos propuesta por
Pearson (1963), la cual establece, de manera cualitativa, que
cationes metálicos con alta carga y radio iónico pequeño
(ácidos duros o tipo “A”), tienen la tendencia a asociarse
de manera preferencial con ligantes o aniones pequeños y
poco polarizables (bases duras, p. ej. F-, O2-). De manera
contraria, aquellos cationes grandes y de baja densidad de
carga (ácidos blandos o tipo “B”), correspondientes a iones
que poseen electrones en la capa de valencia y que no han
alcanzado su máximo estado de oxidación, tienden a asociarse preferentemente con ligantes grandes y polarizables
(bases blandas, p. ej. S2-, Se2-).
Como regla general, los ácidos duros reaccionan
preferentemente con las bases duras y los ácidos blandos
reaccionan preferentemente con las bases blandas (Cotton
y Wilkinson, 1988), donde la “preferencia” debe entenderse
como mayor velocidad de reacción y mayor conversión al
238
Bernal y Raislback
a)
b)
c)
Figura 1 Modelo conceptual simplificado ilustrando la polarizabilidad de dos cationes y las diferencias en potencial iónico (ϕ). a: Ejemplo de un ácido
duro: catión monocargado y radio iónico pequeño lo que hace que la nube de electrones a su alrededor sea difícil de distorsionar. b: Ácido blando: ión con
radio iónico grande y baja carga, lo que permite que la nube de electrones alrededor del núcleo sea fácilmente distorsionable, es decir el ión es polarizable.
La línea punteada ilustra una posible deformación de la nube electrónica. c: Ión con alto potencial iónico, al poseer el mismo radio que (a), pero mayor
carga (en este caso 3+), lo que se refleja en una mayor densidad de carga.
equilibrio (Cruz-Garritz et al., 1991). Asimismo, los enlaces
formados entre ácidos y bases con el mismo carácter relativo de dureza son altamente estables y difíciles de romper,
mientras que la interacción entre un ácido y una base con
diferente carácter de dureza es poco estable.
Como todo sistema de clasificación, existen casos
de frontera donde las propiedades de dureza o blandura no
están claramente definidas, tal es el caso de la mayoría de
los elementos de transición, en donde el estado de oxidación
es el factor determinante de la dureza del ión. De manera
general, los ácidos intermedios o de frontera reaccionan
preferentemente con bases blandas o de frontera, aunque el
mismo carácter limítrofe de éstos los hace más proclives a
generar casos “excepcionales”, tal es el caso de la anglesita
(PbSO4), la cual es el producto de un ácido intermedio (Pb2+),
con una base dura (SO42-).
A pesar de diversos esfuerzos para parametrizar la
dureza de los iones (Yamada y Tanaka, 1975; Parr y Pearson,
1983), dichos modelos no han facilitado la conceptualización de la propuesta cualitativa de Pearson (1995), por lo
que resulta más sencillo asociar la dureza de los iones con
la polarizabilidad. Ésta se refiere a la tendencia que presenta
la nube electrónica alrededor de un ión a ser distorsionada
por un campo eléctrico externo causado por un dipolo u
otro ión cercano (Cruz-Garritz et al., 1991). Un ión duro
presenta alta densidad de carga positiva cerca del núcleo, por
lo que la nube electrónica alrededor de él no es fácilmente
deformable, es decir es poco polarizable (Figuras 1a, 1c).
Por otro lado, un ión blando se caracteriza por tener baja
densidad de carga positiva cerca del núcleo, por lo que una
carga o campo eléctrico externo puede deformar o polarizar
fácilmente la nube electrónica alrededor de él (Figura 1b)
(Cotton y Wilkinson, 1988). De manera formal, la poralizabilidad se define como la relación del momento dipolar
inducido (μi) de un átomo a la intensidad del campo eléctrico
(E) que produce el dipolo αi, de manera que:
αi = μiE
(1)
Debido a que la polarizabilidad es una variable
dependiente tanto de las características intrínsecas del
ión (p. ej., carga, radio iónico, configuración electrónica,
etc.), como de la magnitud del campo eléctrico impuesto
a éstos, no es posible establecer una escala absoluta de
polarizabilidad de los iones, a diferencia de otros parámetros
como la electronegatividad y el radio iónico. Sin embargo,
es posible encontrar diversos ejemplos que demuestran el
comportamiento periódico e internamente consistente de la
polarizabilidad relativa de los elementos y sus iones (CruzGarritz et al., 1991).
La segunda característica intrínseca de cada ión que
permite identificar tendencias geoquímicas en la tabla periódica de los elementos y sus iones es el potencial iónico
(ϕ), el cual se define como:
φ= z
(2)
r
en donde z representa la carga del ión y r el radio iónico. En
general, ϕ puede entenderse como la densidad de carga en el
ión. De esta manera, dos iones con radios iónicos semejantes
pero cargas diferentes tendrán valores de ϕ diferentes, y por
ende diferente densidad de carga (Figura 1 a y c); al igual
que dos iones con la misma carga y radio iónico diferente
tendrán valores distintos de ϕ.
La clasificación de los elementos y iones de Railsback
(2003) no corresponde al primer intento en utilizar el potencial iónico de los iones como factor de clasificación. Victor
Goldschmidt había visualizado un sistema de clasificación
similar (Goldschmidt, 1937), pero no consideró que algunos
elementos podrían aparecer varias veces en dicha clasificación debido a que presentan estados de oxidación múltiple.
A diferencia de Goldschmidt, y de manera previa, Cartledge
(1928a; 1928b) propuso una clasificación de elementos y
iones que puede considerarse precursora de la que presenta
Railsback (2003), ya que ésta sí consideraba el estado de
oxidación de los iones en su localización dentro de la tabla
periódica. Por otra parte, en petrología ígnea es común
referirse a algunos elementos relevantes como “Large Ion
La Tabla Periódica de los Elementos y sus Iones para Ciencias de la Tierra
Lithophile Elements y High Field-Strength Elements” (también conocidos como LILE y HFSE, o elementos litófilos
de radio iónico grande y elementos de alto potencial iónico
o alto campo, respectivamente) con afinidades minerales
diametralmente opuestas, y cuya definición está basada,
precisamente, en la relación entre la carga y el radio iónico
correspondiente (Albarede, 2003). La principal diferencia
entre los esfuerzos anteriores y la clasificación de los elementos y iones de Railsback (2003) es la inclusión del trazo
de contornos de potencial iónico, o contornos equipotenciales (Figura 2), que permiten identificar fácilmente grupos
de elementos cuyo comportamiento es similar bajo diversas
condiciones y procesos de diferenciación geoquímica.
Cabe subrayar que la dureza o blandura de un ión
es equivalente a su polarizabilidad, y es función del radio
iónico y del número de electrones que posee en la capa
de valencia. Aquellos iones sin electrones en la capa de
valencia son poco polarizables y, por lo tanto, de mayor
dureza que aquellos de tamaño similar pero que cuentan
con electrones en la capa de valencia. Por otra parte, ϕ se
refiere únicamente a la relación carga/radio del ión, por lo
que dos iones con carga y radios similares tendrán valores
de ϕ similares, lo cual no implica necesariamente que ambos
iones compartan propiedades y/o afinidades geoquímicas.
Los iones Na+ y Cu+ representan un buen ejemplo para
ilustrar lo anterior: ambos cationes poseen radios iónicos
semejantes (0.96 y 0.95 Å, respectivamente) por lo que,
al poseer la misma carga, tienen valores muy similares de
ϕ. Sin embargo, mientras que el Na+ es un ácido duro por
no poseer electrones en la capa de valencia, el Cu+ es un
ácido blando por poseer un electrón en la capa de valencia.
Lo anterior tiene como consecuencia que el Cu+ no pueda
sustituir al Na+ en los feldespatos debido a la incapacidad
del primero para formar enlaces covalentes estables con
O2- (Ringwood, 1955a). De manera similar, el Tl+ (ácido
blando) no sustituye de manera isomórfica al K+ (acido
duro) en ningún mineral, a pesar de que los radios iónicos de
ambas especies (1.40 y 1.33 Å) permitirían pensar que dicha
sustitución es factible. Cabe mencionar que, a pesar de la
poca difusión de estos principios en las Ciencias de la Tierra,
éstos han sido utilizados previamente para la descripción
de distintos procesos geoquímicos (p.ej., Lasaga y Cygan,
1982; Abbott, 1994; Auboiroux et al., 1998; Tomkins y
Mavrogenes, 2001).
DESCRIPCIÓN DE LA TABLA
La Tabla Periódica de los Elementos y sus Iones para
Ciencias de la Tierra (Figura 3) se encuentra organizada de
acuerdo con la carga de cada una de las especies. La gran
mayoría de las especies aparecen en posiciones similares
que en la tabla periódica convencional. Sin embargo, algunos elementos que típicamente se encuentran en la parte
derecha en una tabla periódica clásica (p. ej., B, C, Si), se
han reubicado hacia la parte izquierda de la tabla como B3+,
239
C4+ y Si4+. Además, como ya se mencionó anteriormente,
algunos elementos aparecen en varias posiciones como
resultado de los diversos estados de oxidación que pueden
presentar. Tal es el caso de P y U que aparecen dos veces,
mientras que V, Fe, C y N lo hacen en tres ocasiones, y S
hasta en cuatro ocasiones (S2-, Sº, S4+ y S6+).
La tabla se encuentra separada en diversos bloques
para diferenciar entre gases nobles, ácidos duros o tipo A,
ácidos blandos o tipo B, especies elementales (sin carga) y
aniones (Figura 3). Dicha separación permite racionalizar
la interacción entre las diversas especies, ya que los ácidos
duros reaccionarán preferentemente con las bases duras,
mientras que los ácidos blandos son más compatibles con
bases blandas. Un ejemplo de dicha tendencia es la solubilidad de los haluros de cationes duros y blandos. Como se
puede observar en el recuadro 8 de la Figura 3, la mezcla
de un ácido duro (Mg2+) con una base dura (F-), o un ácido
blando (Ag+) con una base blanda (I-) produce los halogenuros sólidos más insolubles para los respectivos cationes.
Por el contrario, los productos de un ácido duro con una
base blanda (p. ej., NaI) o un ácido blando con una base dura
(p. ej., AgF) resulta en los halogenuros más solubles de la
serie correspondiente, debido a que el enlace catión-anión
es poco estable. De la misma manera es posible explicar la
inexistencia de sulfuros de Ca2+, o de otros ácidos duros, y
justificar la existencia de óxidos y sulfatos de dichas especies. Por otra parte, la existencia de sulfuros minerales de
elementos del grupo del Pt, y no de sus óxidos, representa
un ejemplo del caso contrario.
Otra diferencia importante entre la “Tabla Periódica
de los Elementos y sus Iones para Ciencias de la Tierra” y la
tabla convencional, consiste en la aparición de los elementos
naturales del grupo de los actínidos con los ácidos intermedios y duros, de esta manera Th4+ se encuentra por debajo del
Hf4+, el U4+ por debajo del W4+ (todos intermedios) mientras
que el U6+ se encuentra debajo del W6+ (ambos duros).
Aunque dicho acomodamiento es poco convencional, las
tendencias descritas en las siguientes secciones justifican
dicho arreglo.
La tabla también proporciona información útil como
el nombre del elemento y/o ión, número y masa atómica,
radio iónico, isótopos naturales de cada elemento, así como
rutas de decaimiento radioactivo. Cada elemento y/o ión
está acompañado por una simbología (Figura 4) que permite identificar algunas de las principales características
biogeoquímicas de la especie, lo que ayuda al usuario en
la identificación de tendencias naturales en la distribución
de las especies correspondientes. Asimismo, el tamaño del
símbolo del elemento/ión está escalado a su abundancia en
la corteza terrestre.
PATRONES Y TENDENCIAS EN LA TABLA
Los símbolos asociados a cada elemento y ión (Figura
3 y 4) indican si éstos se encuentran enriquecidos en mi-
240
Bernal y Raislback
Cationes “duros” o “Tipo A”
Cationes que se
coordinan con
H2O (o CO32- o
SO42-) en
disolución
m=1.0079
r=10-5
123
L i+
3
Cationes que
se coordinan
con OH- (o
H2O) en
disolución
Be
ión litio
m=6.941
r=0.60
4 B 3+
ión berilio
m=9.012
r=0.31
67
z
/r =
1
2+
9
4+
m=22.990
r=0.95
23
ión magnesio
m=39.098
r=1.33
39 40 41
7
Carbón p.ej., CO2, Nitrógeno
bicarbonato (HCO3-) p.ej., ión nitrato NO3y carbonato (CO32-)
ión boro
m=14.007
m=10.811
m=12.011
r=0.20
r=0.11
r=0.15
10 11
14 15
12 13 14
4+
5+
3+
ión aluminio como
Al3+ o Al(OH)n3-n
14 P
silicato (SiO44-) o
H4SiO4
z = 32 = Carga del ión /
radio iónico
r
6+
15 S
Fósforo en fosfato
(PO43- o HPO42-)
16
Azufre en
sulfato (SO42-)
m=24.305
r=0.65 m=26.982 m=28.086 m=30.974 m=32.066
r=0.41
r=0.50
r=0.29
r=0.34
24 25 26
32 33 34 36
28 29 30
31
F e3+ 27
F e2+
5+
6+
3+
4+
7+
2+ 20
S c 21
22 V 23 C r 24 Mn
K+ 19 C a
ión potasio
5+
6 N
5 C
Na+ 11 Mg2+12 A l 13 S i
ión sodio
Cationes que se coordinan
con O2- en disolución, (p.ej.,
NO3-, PO43-, SO42-, etc.)
Cationes que se coordinan
con OH- (o O2-) en
disolución
ión calcio
Ti
ión escandio
45
40 42 43
(48)
44 46 48 ?
ión vanadio
ión titanio
m=40.078 m=44.956
r=0.81
r=0.99
ión cromo p.ej.,
16
1
ión hidrógeno
z =
/ 4
z r=
/r 2
Coordinan F>O>N=Cl>Br>I>S
Se coordinan fácilmente con el O de grupos
carboxilos de ligantes orgánicos
(ver recuadros 1-5,7)
z
/r
=
H+
(Todos los electrones son removidos de la capa
de valencia y, por lo tanto, poseen configuración
electrónica de gas noble)
per-
m=47.867 p.ej., vandato cromato (CrO 2-) manganato
r=0.68 m=50.942 m=51.996 (MnO )
r=
r=0.59
r=0.52
0.25
46 47 48
50 51 50 52 53 54
49 50
4
4
-
4+
5+
2+
R b+ 37 S r 38 Y 3+ 39 Zr 40 Nb 41 Mo 6+ 42
Molibdeno en
ión rubidio
ión estroncio
m=85.468 m=87.62
r=1.13
r=1.48
84 86
87 88
85 87
C s+
2+
55 B a 56
ión cesio
ión bario
133
87
ión francio
(223)
r=1.76
223
z
/r
=
ión niobio
molibdatos
m=88.906 m=91.224 m=92.906 m=95.94
r=0.80
r=0.93
r=0.70
r=0.62
90 91
92 94 95 97
93 (96) 96 98 100
92 94 96 ?
89
L a 3+ 57- Hf 4+ 72 T a5+ 73 W 6+ 74 R e7+
ETR 71
m=132.905 m=137.327
r=1.35
r=1.69
F r+
ión circonio
ión ytrio
ión tántalo
p.ej., tantalatos
ión hafnio
tungsteno en
tungstatos
8
75
ión renio
m=178.49
m=180.948 m=183.84 m=186.207
r=0.81
r=0.56
r=0.73
r=0.68
130 132
Ver Abajo 174 176 177
180 182 183
134 135 136
170Y b 178 179 180 180 181
184 186
185 187
137 138
4+
6+
5+
2+
3+
90
92 Np 93 P u
Pa
91 U
Ra
88 A c 89 T h
ión radio
(226)
r=1.40
223 224
226 228
ión actinio
ión torio
ión protactinio
?
m=227.03 m=232.038
r=0.95
r=1.18 (+3
r=1.14)
227 228
227 228 230
231 232 *234
(231)
(+4 r=0.98)
231 234
uranio en uranilo
(UO22+)
m=238.029
r=0.7
234 235*238
94
Plutonio
Neptunio
Ocurrencia Ocurrencia
natural muy natural muy
limitada
limitada
237
?
239
z / r=
z/ = 2
r
z/ = 1
r
z =
/r 8
4
Figura 2 Sección izquierda de la Tabla Periódica de los Elementos y sus Iones, en la que se ilustra los contornos equipotenciales. Obsérvese como, para
cualquier periodo, ϕ (Ecuación 1) se incrementa de izquierda a derecha. La zona delimitada por los contornos ϕ=4 y ϕ=8 corresponde a aquellos cationes
que forman óxidos minerales presentes en las fases ígneas de alta temperatura, poco solubles en agua y enriquecidos en suelos, sedimentos y nódulos
de hierro-manganeso
Revista Mexicana de Ciencias Geológicas, v. 25, núm. 2, 2008
Bernal y Railsback, Figura 3
z
/r =
1
m=20.180
r=1.5
ión sodio
m=22.990
r=0.95
Posición de
Fe2+ y Fe3+ si
fueran cationes
“duros”
20 21 22
23
ión potasio
Argón
m=39.098
r=1.33
m=39.948
r=1.8
39 40 41
36 38 40
Kriptón
m=40.078 m=44.956
r=0.81
r=0.99
ión rubidio
ión estroncio
133
F r+
86
87
ión francio
(223)
r=1.76
219 220 222
84 86
87 88
ión bario
223
(226)
r=1.40
223 224
226 228
227 228
4+
T i216
Rb
Sr
2+
V 5+
87
200
4+
r=1.01
3+
C eión cerio58
C 4+
S i4+
r=0.97
185 187
z /r =
N5+
NaNO3
K N O3
salitre
P 5+
Minerales formados
sólo por cationes
con estado de
oxidación 1+
S6+
4
Cationes “blandos” o “tipo B”
146 145
148 150 ?
?
(150)
2+
+
Ag
1373(d) 1023 (d) ~473(d)
4+
Re
~1773(d) 1173(d)
Ir 3+
67
3+
Er
ión holmio
68
ión erbio
P t 2+
1273 (d) 598(d)
Cd
2+
In
3+
2+
Sn
Sb
>1773
2185
1353(d)
Hg +
423(d)
373(d)
2+
T l+
Masicolita Bismita
Hg
H+
928
Rb
852
3+
2+
3+
Pb
Bi
1170
1098
Tl
sin óxidos 773(d)
1107
estables Montroydita
Avicenita
z/r bajo
Enlace catiónoxígeno débil
2
46
47
49
Pd
Ag
Cd
In
50
Rh
Sn
Sb
Te
Rodio
Paladio
Plata
Cadmio
Indio
Estaño
Antimonio
Teluro
75
76
77
79
Re
Os
Ir
78
Ta
Pt
Au
Hg
Tl
Pb
Bi
Renio
Osmio
Iridio
Platino
Oro
Mercurio
Talio
Plomo
Bismuto
81
80
82
–
34
35
Br
ión selenuro
m=79.904
r=1.95
(7+ r=0.39)
79 81 (82)
I
–
53
ión ioduro
m=126.904
m=127.60
r=2.16
m=121.760 r=2.21
(7+ r=0.50)
r=2.45 120 122 123
124 125 126 (124) 127
121 123
(128) (130)
128 130
83
Bi
2–
83
ión bismuturo
m=208.980
r=1.46 r=1.37 r=1.35 r=1.35 r=1.38 r=1.44 r=1.60 r=1.71 r=1.75 r=1.82
z /r
=–
1
Los únicos bismuturos
minerales son de Pd,
Ag, Pt, Au y Pb
36
Kr
Kriptón
ión bromuro
ión teluro
ión antimoniuro
m=39.948
r=1.8
36 38 40
35 37
m=74.922 m=78.96
r=1.98
r=2.22
74 76 77
75
78 80 82
2–
3–
52
S b 51 T e
52
51
Aniones con los que
los cationes “duros” se
coordinan
preferentemente
–
45
Ru
S e2–
18
Argón
m=83.80
r=1.9
78 80 82
83 84 86
Xe
54
Xenón
m=131.29
r=2.1
124 126 128
129 130 131
132 134 136
85
At
Rn
86
Radón
Astatino
(222)
218 219
220 222
215 218 219
Esta tabla fue originalmente publicada por la Geological Society of America en inglés en GEOLOGY, v. 31, p. 737-740, doi: 10.1130/G19542.1 (”An Earth Scientist’s Periodic Table of the Elements and Their Ions”
por L. Bruce Railsback), con apoyo de la United States National Science Foundation, número de contrato 02-03115. La versión 4.7 de la tabla ha sido publicada por la Geological Society of America en inglés
dentro de la serie Maps & Charts, MCH092F, doi: 10.1130/2004AESPT, y puede adquirirse a través de la Geological Society of America.
3+
Tm
69
3+
Yb
3+
70
Lu
ión yterbio
Recuadro 2: Dureza de óxidos minerales de cationes “duros”
71
ión lutecio
ión tulio
Recuadro 8. Solubilidad de haluros de cationes duros y suaves
F–
C l–
B r–
(NaF)
(NaCl) Halita
HgB r2
(AgBr)
+
5.5-6
K
+
Iodargyrita
(AgI)
10-8
HgI2
10-6
10-4
10-2
9
7.5-8
C a2+
Cal 3.5
7
Corindón
Perovskita
5.5
2+
Sr
Y
MgB r2
NaB r
Minerales
de dos
cationes
MgI2
NaI
Perovskita
1
100
Solubilidad de haluros de Ag+ ( ), Hg2+2( ),
Na+ ( ), y Mg2+ ( ) en mol/L
P 5+
*
V 5+
3-3.5
C r6+
Be
B
3+
C
723 E n
6.5
4+
5+
Zr 6.5
Nb
6+
Mo
3-4
Molibdita
7
Tantita
T h4+
Torianita
Fo
Ab
Na
+
6
K
Mg2+
3125
Fe
2+
----Di An
+
C a2+
3200
Bi
La 3+ Hf 4+ T a5+ W 6+
* Una fase sintética de TiO2 (no rutilo)
es el óxido de mayor dureza conocido
2+
2681
1193
Baddeleyita
Dureza
(Escala
de Mohs)
S 6+
Shcherbinaíta
7
+
K sp
T i 4+
>9
Rutilo
3+
Recuadro 3: Comportamiento de cationes “duros” a alta
temperatura
Li
Cuarzo
Srilankita
5.5
I–
8.5
Mg 2+EspinelaAl3+ S i4+
Periclasa
Cuarzo
MgC l2
Bromargyrita
Na
N 5+
1700
Crisoberilo
Minerales
de un solo
catión
HgC l2
(AgCl)
C 4+
B 3+
AgF
(MgF2 )
Clorargyrita
+
Li Bromellita
B e92+
Villiaumita
Sellaíta
Mineral
No mineral
1Å
z/r alto
Enlaces catiónO2–
oxígeno muy
z/r intermedio fuertes, repulsión
Enlace catión- entre cationes
oxígeno
fuerte
44
33
ión arseniuro
r=1.48 r=1.6
Rutenio
48
A s3–
20 21 22
Ar
La Tabla Periódica de los Elementos y sus Iones para Ciencias de la Tierra
Anión:
N
Li
3+
Au 3+
Au+
Recuadro 7. Modelo conceptual sobre el comportamiento de los óxidos de cationes duros e intermedios
34
4+
216
Ab
+
Rb
673
Cs
Al 3+
S i4+Q
2345
An1996
3+
Fe
----Cr
3+
Cr
-----
Sc
3+
Ver también recuadro 6
500
P 5+
S 6+
855
290
V 5+
943
10
C r 6+
00
Zr 4+ Nb5+ Mo6+
3123
B a2+ La3+
2580
T i 4+
T i 2103
S r 2+ Y 3+
2286
2103
Il
2938
+
N
T i 4+
5+
1785
1074
Hf 4+ T a5+ W 6+
3173
4+
T h4+
3493
2058
1745
15 00
4+
Pd
Ho
Se
Selenio
2500
0
300
W
Rh
3+
66
ión disprosio
As
Arsénico
32 33 34 36
m=20.180
r=1.5
L. Bruce Railsback, Department of Geology, University of Georgia, Athens, Georgia, 30602-2501 U.S.A. ([email protected]).
Traducción por: Juan Pablo Bernal, Instituto de Geología, UNAM ([email protected]).
Romarchita Valentinita
Monteponita
Wüstita
2+
3+
Dy
33
Zinc
ión cloruro
10
Neón
r=0.74
m=173.04
m=150.36
151 153
m=157.25
m=162.50
m=167.26
r=0.94
r=1.04
r=1.02 m=158.925
r=0.99 m=164.930 r=0.96
m=168.934 (2+ r= 1.13) m=174.967
E u2+ 63 152 154 155 r=1.00
r=0.93
144 147 148
r=0.97
156 158
r=0.95
168 170 171
162 164 166
176Hf
175 176
149 150
156 157
160 161 162
172
173
ión europio
165
167 168 170
159
169
(sustituye a Ca2+)
158 160
152 154
163 164
174 176 ?
z/ r = 2
r=1.12
Recuadro 6. Temperaturas de fusión y descomposición (d) de
5+
óxidos minerales de cationes “intermedios” y “suaves”
Casiterita
4+ As
0
588
Sn
160
Tenorita
Hematita
1903
0
3+
2+
0
3+
20 00
3+
Mn
ParamonCu
12
Co
Argutita Arsenolita
Eskolaíta 1353 (d) F e
troseíta
Zincita
1719
1838 1168 (d)
3+
3+
4+
4+ C r 3+
Bunsenita
As
2+ G a
Ge
V
Cuprita
Zn
2+
2+
547
2+
2+
2079
+
1388
2240 2603
F
e
Mn
Co
Cu
Ni
2242
240 0 2054 1652
2078 2228
1509
1600
65
ión terbio
30
29
Tántalo
73
ión sulfuro
34
Ne
ión bismútico
r=0.84
4
=
z/r
Zn
Cobre
30 00
Minerales formados por
cationes con estado de
oxidación 1+ hasta 4+
Pb
ión plúmbico
Elementos de Tierras Raras (ETR)
(iones “duros” o “tipo A” en estado de oxidación 3+)
63
Prometio
No existente
m=140.908 m=144.24 en la Tierra
r=1.08
r=1.09
de manera
(4+ r=0.92) 142 143 144
natural
1373(d)
ión telúrico
r=0.95
(Contienen uno o varios electrones en la capa de valencia)
3+
61 S m3+ 62 m=151.964 G d3+ 64
Tb
ión gadolinio
ión samario
r=1.03
Pm
ión neodimio
Tugarinovita
Minerales
formados por
cationes con
estado de
oxidación 1+ y
2+
ión mercúrico
r=1.10
Cu
20 00
Na3PO4
C aSO4
(Olimpita) Anhidrita
AlPO4
Na 2SO4
(Berlinita) Thenardita
Polonio
m=207.2 m=208.980
r=1.20
r=1.20
comúnmente se coordinan con el C de compuestos orgánicos
(p.ej: compuestos organomercurados)
59 Nd3+ 60
Manganosita
ión bismutoso
ión plomboso
m=204.383
r=1.40
ión fosfuro
r=1.34 r=1.34 r=1.37 r=1.44 r=1.56 r=1.66 r=1.58 r=1.61 r=1.7
Coordinan I>Br>S>Cl=N>O>F
3+
2000 Mo4+
m=200.59
r=1.19
Ni
Níquel
r=1.26 r=1.25 r=1.24 r=1.28 r=1.39
r=1.27
190 192 193 (3+ r=0.85) 196 198 199 203 205 206 204 206 207 209 210 211 210 211 212
200 201
214 215
194 195
208 210 211 212 214 215
197
202 204 206 207 208 210
216 218
196 198
212 214
4+ 82 B i 5+ 83
Hg 2+ 80 T l 3+ 81
191 193
de manera natural
101: Mendelevio
102: Nobelio
103: Lawrencio
104: Rutherfordio
105: Hahnio (Dubnio)
95: Americio
96: Curio
97: Berkelio
98: Californio
99: Einstenio
100: Fermio
ión teluroso
ión mercuroso
ión oro
28
Cobalto
0
K-S-A =
Kyanita-SillimanitaAndalusita
184 186
187 188 189
190 192
ión europio
141
m=74.922 m=78.96
r=0.50
r=0.69
74 76 77
75
78 80 82
4+
3+
52 I 5+
S b 51 T e
27
Hierro
Co
19
m=28.086 m=30.974 m=32.066 m=35.453
r=2.71
r=2.12
r=1.81
r=1.84
26
Fe
Cr
2 5 00
K Al2S i 3O8 (Kspar)
Al2S i O5 (K-S-A)
ZrS i O4 (Circón)
ión platino
239
ión praseodimio
Cromo
ión fluoruro
Azufre
r=1.34
200
Ks = 95 GPa, sin embargo no corresponde a
la fase más estable de
ZrO2 en condiciones
ambientales. Se muestra el Ks de la fase
estable en condiciones
ambientales
B 3+
2+
MgAlB O4 Me C O3
(p.ej:
(Sinhalita)
calcita)
ión iridio
Los elementos transuránidos (Z >94) no ocurren
Eu
P r 3+
24
selenito (SeO32-)
arsenito
(2+ r=0.93)
r=1.43
15 00
145
57
ión lantano
r=0.56
r=0.62
4+
3+
As
33 S e 34
H =6
B a2+ La 3+ Hf 4+
71
5+
Nb
Y 1 Zr
5 0 152* La Baddeleyita tiene un
0
10
Cs
+
ión uranio
58
Recuadro 5: Minerales compuestos de oxisales simples
(Minerales de la forma __MOn sin OH o H2O)
Rutilo
3+
4+
Ce
4
m=72.61
r=0.53
m=69.723
r=0.62
4
+
92
U
94
5+
Tausonita
175
180 182 183
184 186
4+
Plutonio
?
m=65.39
r=0.74
H=
210
P
ión osmio
ión renio
z =
/r 8
m=138.906 m=140.116
r=1.11
r=1.15
136 138 140
138B a
138 139
142
50
ión ferroso
ión cuproso
ión germanio
ión galio
ión zinc
m=195.078 m=196.967
m=183.84 m=186.207 m=190.23 m=192.217
r=0.65
r=0.96 r=1.37
r=0.69
r=0.66
r=0.64
?
Ocurrencia Ocurrencia
natural muy natural muy
limitada
limitada
237
ión niqueloso
ión cobaltoso
r=0.71
G e4+ 32
30 G a3+ 31
Zn
Silicio
Aluminio
9
m=18.998
r=1.36
16 17 18
14 15
ión siliciuro
La mayoria de los silicuros y fosfuros naturales se
encuentran en meteoritas y fases minerales del manto
8
Perovskita
115
Cal
38
Cuarzo
m=238.029
r=0.7
234 235*238
+
Al S i
(sin carga)
aparte de los gases nobles
Oxígeno en óxidos
–
–
S i 4–14 P3– 15 S 2– 16 C l 17
telurato
r=0.76
r=0.74
r=0.80
64 66 (1+ r=1.13)
r=0.96
70 72
58 60
69 71
61 62 64
55
59
67 68 70
73 74 76
63 65
r=0.90
54 56 57 58
2+
+
2+
53
Mo
42 T c
43 R u3,4+44 R h2+ 45 P d 2+ 46 A g 47 C d 48 I n 1,3+ 49 S n2+ 50
ión estanoso
ión telurio
ión indio
ión antimonio
ión cadmio
ión iodato (IO3-)
ión paladio
ión rodio
ión plata
ión rutenio
Mo 4+ 42 Tecnecio
p.ej., teluritas
p.ej., antimonitas
Ocurrencia
ión molibdeno
m=114.818
m=126.904
m=101.07 m=102.906
m=112.411
m=127.60
m=121.760
m=107.868
m=118.710
m=106.42
3+ r=0.69
3+ r=0.81
r=0.44
m=95.94 natural muy
r=0.89
r=0.97
r=0.86
r=1.26
r=0.90
r=1.12
4+ r=0.67
1+ r=1.32
r=0.86
limitada
r=0.68
106 108 110
120 122 123
112 114 115 116
96 98 99
99
102 104 105
92 94 95 96
111 112 113
117 118 119
124
125
126
100
101
113 115
121 123
(100)
103
106 108 110 107 109
97 98 100
102 104
120 122 124
128 130
114 116
+
+
4+
W
74 R e4+ 75 O s4+ 76 I r4+ 77 Pt 2+ 78 A u+ 79 Hg 80 T l 81 Pb 2+ 82 B i 3+ 83 P o 84
ión tungsteno
Neptunio
r=0.69
2+
r=0.42
r=0.47
S b5+ 51 T e 6+ 52
antimoniato
ión cromoso
ión renio
uranio en uranilo
(UO22+)
r=0.73
2+
50
Elementos principales en
meteoritas ferrosas (Fe>>Ni>>Co)
y, junto con S y O, probablemente
los elementos más abundantes en
el núcleo de la tierra
4
C a2+
Si
75
r=0.63
28 C u 29
27 Ni
50 52 53 54 Mn 25 F e 26 C o
m=58.693
C r 2+ 24 m=54.938 m=55.845 m=58.933
m=63.546
r=0.72
ión manganoso
ión estánico
2+
r=0.64
2+
2+
r=0.37
S n4+
4
34
selenato (SeO42-)
H=
K
+
254
Corindón
8
z
/r =
ión cúprico
33
arsenato (AsO43-)
8F
16
S
14
13
Elementos en forma nativa
H=
198
160
231 234
m=51.996 4+ r=0.53
r=0.69 3+ r= 0.64
ión niquélico
ión cobáltico
16 A s
azufre
en sulfito (SO32-)
/r = 8
S e6+
=6
MgEspinela Al
Periclasa
227 228 230
231 232 *234
3+
4+
4+
(231)
(+4 r=0.98)
La
3
3+
?
Lantánidos
C
tungsteno en
r=0.74
50 51
ión férrico
S
5+
ión nitruro
La mayoria de los carburos y nitruros naturales se
encuentran en meteoritas y fases minerales del manto
H
Na
ión titanio
ión manganeso
ión cerio
240
2+
ión protactinio
z
/r =
Crisoberilo
+
ión torio
z/r = 2
B
251
3+
ión tántalo
p.ej., tantalatos
ión hafnio
ión vanadoso
tungstatos
m=178.49
m=180.948 m=183.84 m=186.207
r=0.81
r=0.56
r=0.73
r=0.68
m=227.03 m=232.038
r=0.95
r=1.18 (+3
r=1.14)
71
Perovskita
2+
71
23
z
24 Mn3,4+ 25 F e3+ 26 C o3+ 27 Ni3+ 28 C u 2+ 29
3+
ión crómico
r=0.61
V 3+
r=0.90
z
/r
=
Cr
Vión4+vanadio23
T i2+22 m=50.942
ión niobio
*Para fines de simplificación, no se
han incluido las series de decaimiento
de 235U-207Pb y 232Th-208Pb
No mineral
210
ETR
ión actinio
ión radio
z/ = 1
r
Mineral con dos
cationes
Be
ión titanio
r=0.75
r=1.35
130 132
Ver Abajo 174 176 177
180 182 183
134 135 136
170Y b 178 179 180 180 181
184 186
185 187
137 138
4+
6+
5+
2+
3+
90
T
h
P
a
92 Np 93 P u
U
A
c
91
89
Ra
88
Recuadro 1: Incompresibilidad (Ks en GPa)
para óxidos minerales de cationes “duros”
Bromellita
3+
T i 22
permanganato
(MnO4-)
ión carburo
O2–
7
2
Helio
m=4.0026
r=1.2
m=1.0079
r=2.08
123
m=12.011 m=14.007 m=15.999
r=1.71
r=2.60
r=1.40
Oxígeno
8
r=1.69
(222)
Li
Se pueden coordinar con S u O
4+
6 N 3–
12 13 14
Cationes que
se coordinan con O2-, (± H2O) en disolución
Cationes Intermedios
(poseen algunos electrones en la capa de valencia)
m=47.867
r=0.68 m=50.942 m=51.996
r=
r=0.59
r=0.52
0.25
46 47 48
50 51 50 52 53 54
49 50
ión circonio
ión ytrio
m=132.905 m=137.327
Radón
+
16
Azufre en
sulfato (SO42-)
ión cromo p.ej.,
cromato (CrO42-)
O2
N2
Nitrógeno
(diamante
o grafito)
C 4–
z/ = 16
r
z/r=
ión cesio
124 126 128
129 130 131
132 134 136
Cuarzo
6+
8
7
r=0.77 r=0.71
z = 32 = Carga del ión /
radio iónico
r
molibdatos
m=88.906 m=91.224 m=92.906 m=95.94
r=0.80
r=0.93
r=0.70
r=0.62
90 91
92 94 95 97
93 (96) 96 98 100
92 94 96 ?
89
L a 3+ 57- Hf 4+ 72 T a5+ 73 W 6+ 74 R e7+
55 B a2+56
C s+
Xenón
38
(48)
44 46 48 ?
85 87
m=131.29
r=2.1
Mineral con un
sólo catión
45
40 42 43
ión vanadio
p.ej., vandato
ión titanio
No metales
Aniones que forman minerales Au+
15 S
Fósforo en fosfato
(PO43- o HPO42-)
Ti
ión escandio
m=85.468 m=87.62
r=1.13
r=1.48
m=83.80
r=1.9
78 80 82
83 84 86
Xe
54
Rn
14 P
silicato (SiO44-) o
H4SiO4
6
C
Carbono
Aniones que forman minerales Cu+
1
Hidrógeno
como hidruros
Ver recuadro 8
Aniones que comúnmente se coordinan con H+
(p.ej: CH4, NH3, H2S, H2O, etc.)
Gases
Aniones que forman minerales con Si4+
Aniones que forman minerales Ag+
m=24.305
r=0.65 m=26.982 m=28.086 m=30.974 m=32.066
r=0.41
r=0.50
r=0.29
r=0.34
24 25 26
32 33 34 36
28 29 30
31
F e3+ 27
F e2+
5+
6+
3+
4+
7+
2+ 20
S c 21
22 V 23 C r 24 Mn
ión calcio
Aniones que forman minerales con Al3+, Ti4+ y Zr4+
Solutos que son micronutrientes
para plantas terrestres
2-
4+
5+
2+
R b+ 37 S r 38 Y 3+ 39 Zr 40 Nb 41 Mo 6+ 42
Molibdeno en
36
Kr
ión aluminio como
Al3+ o Al(OH)n3-n
K+ 19 C a
18
Ar
ión magnesio
Solutos que son macronutrientes
para plantas terrestres
H
Aniones
He
Intermedios
Na+ 11 Mg2+12 A l 13 Si
10
Neón
Aniones que forman minerales con Mg2+
–
Aniones con los cuales los
cationes “blandos” se
coordinan preferentemente
9
3
(no se ionizan)
Los 4 constituyentes más abundantes de la atmósfera
1
67
Aniones que forman minerales con K+ y Na+
Solutos que pueden ser nutrientes limitantes en los océanos
Gases Nobles
Elementos que forman aleaciones naturales minerales con Au
5° al 8° más abundantes
Iones que pueden ser limitantes para el crecimiento de bacterias
7
m=10.811 y carbonato (CO ) m=14.007
m=12.011
r=0.20
r=0.11
r=0.15
10 11
14 15
12 13 14
4+
5+
3+
Elementos considerados como principales constituyentes
del núcleo de la Tierra (Fe>Ni>Co), posiblemente junto con
SyO
2
34
Elementos que forman aleaciones naturales minerales con Pt
–
m=9.012
r=0.31
Cationes que forman minerales de bromuros o ioduros
simples
Carbón p.ej., CO2, Nitrógeno
bicarbonato (HCO3-) p.ej., ión nitrato NO3-
ión boro
m=6.941
r=0.60
31° al 40° elementos más abundantes en la corteza terrestre
Elementos que forman aleaciones naturales minerales con Cu
Elementos que forman aleaciones naturales minerales con Os
Iones escenciales para la nutrición de algunos vertebrados (minerales escenciales)
5+
6 N
5 C
21° al 30° elementos más abundantes en la corteza terrestre
Lu
z
/
r =
ión berilio
m=4.0026
r=1.2
Ne
4+
4 B 3+
Li
Catión (delineado
para cationes
intermedios)
T de fusión (K)
para óxidos de
cationes “duros”
Los minerales se muestran con
círculos cuyo diámetro es
representativo de la proporción de
cada catión
Recuadro 4: Solubilidad de óxidos minerales de cationes “duros”
+
3+
Li4.4
B e2+ B2.77
Bromellita –7.4
2+
+
Na9.9 Mg
Periclasa
–2.4
Cromita
Forsterita
Anortita
Augita
Enstatita
Hornblenda
Ilmenita
Magnetita
Apatito
Titanita (esfena)
Circón
Biotita
Feldespato-K
Albita
Cuarzo
Temperatura de fusión (K) de
óxidos simples de cationes
“duros”
Al3+ S i4+
–3.9
–8.1
+
3+
K14.0 CalC a2+ S c
1.4
N 5+
5+
P–1.37
S 6+
Cuarzo
T i 4+
Rutilo
–9.7
5+
V –7.6
C r6+
Shcherbinaíta
+
*El orden de cristalización en un
magma depende de la presión, de las
composiciones del magma y del fluido
C 4+
Corindón
Minerales de acuerdo a la
temperatura típica de cristalización*:
Minerales ricos en
Mg-Al-Fe-Ca-Ti
ión litio
Helio
2+
11° al 20° elementos más abundantes en la corteza terrestre
reconocidos después de 1963)
Minerales ricos en
Si-Na-K
Be
Cationes que se coordinan
con O2- en disolución, (p.ej.,
NO3-, PO43-, SO42-, etc.)
Cationes que se coordinan
con OH- (o O2-) en
disolución
potencial iónico
o densidad de
carga
Zr
Cationes que forman minerales de sulfuros simples
Cationes que forman minerales con base en un oxianión
(p.ej: S6+ en sulfatos, A5+ en arsenatos)
2° a 8° solutos más abundantes en agua de río
z = carga del ión /
r radio iónico =
Procesos de decaimiento
radioactivo
1
3
-
Cationes que
se coordinan
con OH- (o
H2O) en
disolución
Soluto más abundante en agua de río (HCO3-)
Radioactivo (itálicas)
Los 10 elementos más abundantes en la corteza terrestre
reconocidos a partir de la Edad Media hasta 1862,
Elementos que forman aleaciones naturales minerales con Fe
Cationes que forman minerales de óxidos simples
17° a 22° solutos más abundantes
9° a 16° solutos más abundantes
=
L i+
Más abundante (negritas)
z
r/
2
E C, +
Cationes que forman minerales de fluoruros simples
Los 8 solutos más abundantes en agua marina
z
/r =
2
z
/r =
1
He
123
(o radio atómico para la
forma elemental)
234
40
0
z =
/ 4
z r=
/r 2
(no se ionizan)
Isótopos
naturales
1 20
0
80
0
Gases Nobles
Se coordinan fácilmente con el O de grupos
carboxilos de ligantes orgánicos
(ver recuadros 1-5,7)
16
ión hidrógeno
ión Germanio
(
Iones compatibles con primeras fases en cristalizar en rocas ígneas
Iones compatibles con últimas fases cristalinas en rocas ígneas
debido a su gran tamaño (pincipalmente LILE)
Fe
Elementos que ocurren de manera nativa en la naturaleza,
reconocidos antiguamente
Iones en nódulos ferromangánicos procedentes del fondo del
océano, enriquecidos con respecto al agua de mar
con respecto a la composición del sistema solar
Radio iónico (r) (Å)
m=72.59
r=1.05
Masa atómica
Coordinan F>O>N=Cl>Br>I>S
1
m=1.0079
r=10-5
G e 54
Nombre
(Todos los electrones son removidos de la capa
de valencia y, por lo tanto, poseen configuración
electrónica de gas noble)
z
/r
=
H+
Iones enriquecidos en CAIs (inclusiones ricas en Ca y Al en meteoritas)
3+
Cationes “duros” o “Tipo A”
Cationes que se
coordinan con
H2O (o CO32- o
SO42-) en
disolución
Iones comúnmente enriquecidos en suelos residuales o sedimentos
(símbolo pequeño indica menor certeza)
Iones menos empobrecidos del manto en la formación de la corteza
z
/
r =
Línea sólida para elementos y/o iones que
ocurren de manera natural, línea punteada
para aquellos que rara vez o nunca se
encuentran de manera natural
Número Atómico
Símbolo
(ver escala a la derecha)
(número de protones)
Rb
28.9
Mineral
2+
S r4.3
Y 3+
Zr 4+ Nb5+ Mo6+
Baddeleyita
Molibdita
2+
La 3+ Hf 4+ T a5+ W 6+
B a6.7
–9.7
Log de la actividad del catión
en agua destilada a 25 °C
T h4+
v. 4.7g01c
Figura 3. La Tabla Periódica de los Elementos y sus Iones para Ciencias de la Tierra. Versión en español en alta resolución disponible en <http://www.gly.uga.edu/railsback/PT.html#AvailabilitySpanish> y como suplemento electrónico (25-1-02) a este artículo en < http://satori.geociencias.unam.mx/RMCG.htm>.
La Tabla Periódica de los Elementos y sus Iones para Ciencias de la Tierra
241
Iones comúnmente enriquecidos en suelos residuales o sedimentos
(símbolo pequeño indica menor certeza)
Iones menos empobrecidos del manto en la formación de la corteza
Iones enriquecidos en CAIs (inclusiones ricas en Ca y Al en meteoritas)
Iones en nódulos ferromangánicos procedentes del fondo del
océano, enriquecidos con respecto al agua de mar
con respecto a la composición del sistema solar
Iones compatibles con primeras fases en cristalizar en rocas ígneas
Cationes que forman minerales de fluoruros simples
Iones compatibles con últimas fases cristalinas en rocas ígneas
debido a su gran tamaño (pincipalmente LILE)
Cationes que forman minerales de óxidos simples
Cationes que forman minerales de sulfuros simples
Los 8 solutos más abundantes en agua marina
17° a 22° solutos más abundantes
9° a 16° solutos más abundantes
Soluto más abundante en agua de río (HCO3-)
Cationes que forman minerales de bromuros o ioduros
simples
Cationes que forman minerales con base en un oxianión
(p.ej: S6+ en sulfatos, A5+ en arsenatos)
2° a 8° solutos más abundantes en agua de río
Iones que pueden ser limitantes para el crecimiento de bacterias
Aniones que forman minerales con K+ y Na+
Solutos que pueden ser nutrientes limitantes en los océanos
Aniones que forman minerales con Mg2+
Solutos que son macronutrientes
para plantas terrestres
Aniones que forman minerales con Al3+, Ti4+ y Zr4+
Solutos que son micronutrientes
para plantas terrestres
Aniones que forman minerales con Si4+
Iones escenciales para la nutrición de algunos vertebrados (minerales escenciales)
Aniones que forman minerales Cu+
Aniones que forman minerales Ag+
Aniones que forman minerales Au+
Figura 4. Detalle de la simbología utilizada en la Tabla Periódica de los Elementos y sus Iones para Ciencias de la Tierra.
nerales, aguas naturales (dulce y/o marina), suelos, sedimentos, rocas ígneas, el manto, o la atmósfera, o si tienen
un rol preponderante como micronutrientes. Al observar la
tabla (Figura 3) es evidente que los diferentes símbolos se
agrupan de acuerdo a los contornos de potencial iónico, una
tendencia no evidente en la tabla periódica convencional.
Por ejemplo, muchos iones con valores de 3 <ϕ <10 tienden
a formar óxidos minerales, se encuentran enriquecidos en
suelos y nódulos marinos de Fe-Mn, forman parte de fases
minerales con mayor punto de fusión, y se encuentran menos empobrecidos en el manto. Igualmente, dichos iones
forman los óxidos con mayor dureza, menor solubilidad y
menor compresibilidad (Figura 3, recuadros 1-4 y 6). Estas
tendencias son evidenciadas en la nueva tabla periódica
por medio de los contornos de equipotenciales de color
anaranjado.
Por otra parte, aquellos cationes con ϕ <4 forman
fluoruros minerales y son componentes mayoritarios en
agua de ríos y océanos, así mismo en este grupo se incluyen iones que son nutrientes fundamentales para algunos
seres vivos. De manera similar, aquellos cationes con ϕ
>8, son igualmente abundantes en agua de ríos y marina,
y son nutrientes importantes para plantas. Sin embargo, a
diferencia de aquellas especies con bajo potencial iónico,
estos cationes se encuentran formando parte de oxianiones,
tales como sulfatos (S6+ en SO42-), fosfatos (P5+ en PO43-),
nitratos (N5+ en NO3-) y arsenatos (As5+ en AsO3-), entre
otros. Ambas tendencias pueden ser identificadas en la tabla
por contornos equipotenciales de color azul.
Los contornos equipotenciales se extienden hacia la
zona de los cationes intermedios, comprendida por los iones
de los elementos de transición. La parte superior de esta
sección está comprendida por cationes que poseen valores
de ϕ entre 3 y 8, e igualmente se encuentran enriquecidos
en suelos, forman óxidos minerales, y son parte fundamental
de fases minerales ígneas formadas en las etapas tempranas
de cristalización. En la parte central de esta sección se encuentran los ácidos blandos por excelencia, caracterizados
por poseer valores bajos de ϕ. Entre ellos se encuentran los
iones de los principales metales de acuñación (Cu, Ag, y Au)
denotados por diamantes amarillos que indican su preferencia para formar sulfuros, bromuros y yoduros minerales.
Con excepción de los gases nobles, la única sección
de la Tabla Periódica de los Elementos y sus Iones donde
no se incluyen los contornos equipotenciales corresponde a
los elementos en forma nativa, y que incluye en su mayoría
a los metales acuñables, así como a aquellos componentes
de la atmósfera. La posición relativa de estos elementos se
mantiene idéntica a la de la tabla periódica convencional.
Aun así, es posible trazar contornos agrupando las preferencias de aleación para cada elemento. Por ejemplo, aquellos
elementos que forman aleaciones con Os forman un grupo
discreto en la tabla, mientras que aquellos que se alían con
Fe forman un grupo más grande que se traslapa con aquellos
que forman aleaciones con Cu y Au.
En la parte derecha de la Tabla (Figura 3) se presentan
los aniones, que comprenden tanto a las bases duras como a
las blandas. Los contornos equipotenciales para los aniones
son similares a aquellos de los ácidos duros, sin embargo,
a diferencia de los cationes, no se observan variaciones
drásticas de ϕ, que varía entre -1/2 y -2; debido a que el
aumento en la carga del anión conlleva, a su vez, un aumento
en el radio iónico. Con respecto al comportamiento como
solutos, la simbología permite observar que los aniones con
valores más negativos de ϕ (bases duras), en la parte alta
de la tabla periódica, presentan propiedades similares a sus
análogos ácidos. Por el contrario, la parte baja de la tabla
presenta a los aniones blandos: aquellos con valores de ϕ
más cercanos a cero, y que preferentemente se coordinan con
cationes blandos, formando sulfuros, bromuros, yoduros y
teluros con ácidos blandos como Ag+ y Au+. Por otra parte,
de derecha a izquierda, o de F- y Cl- hasta C4- y O2- es la
242
Bernal y Raislback
transición de aniones que forman minerales con cationes
duros (por ejemplo K+ y Na+) hasta aquellos que forman
minerales con cationes duros con valores de ϕ extremos
(p. ej., Al3+ y Si4+).
LA INTERACCIÓN CATIÓN-O2La diferencia entre los cationes de bajo y alto ϕ puede
ilustrarse a partir de la interacción de éstos con el ión O2-.
Mientras que los iones de bajo ϕ sólo ejercen cierta atracción electrostática sobre el anión óxido, aquellos cationes
con alto ϕ concentran tal cantidad de carga positiva que
forman enlaces con el oxígeno de alto carácter covalente,
difíciles de romper. Lo anterior adquiere mayor importancia
al considerar que el oxígeno es el elemento más abundante
en la Tierra (McDonough y Sun, 1995), e implica que la
sola interacción catión-oxígeno es el principal regulador de
los procesos de diferenciación geoquímica.
Para ilustrar lo anterior, la interacción entre iones con
diferente valor de ϕ y moléculas de H2O resulta interesante.
De manera general, ϕ se incrementa gradualmente hacia la
derecha en cualquier fila de la parte izquierda de la tabla.
En una solución acuosa, los iones con valores menores de
ϕ (p. ej., Na+, K+) solamente logran inclinar ligeramente
el dipolo de las moléculas de H2O hacia el centro de carga
positiva (Figura 5a) (Carrillo-Tripp et al., 2003), mientras
que cationes con valores de ϕ ligeramente mayores (como
Mg2+ y Ca2+) logran orientar de manera efectiva el dipolo
de las moléculas de H2O alrededor de ellos (Figura 5b)
(Bernal-Uruchurtu y Ortega-Blake, 1995). Aquellos iones
con valores mayores de ϕ (p. ej., Al3+) inducen tal atracción
al oxígeno de las moléculas del agua, que generan de manera
casi espontánea reacciones de hidrólisis del tipo:
Al3+ + 2nH2O ⇔ Al(OH)3-n
+ nH3O+
n
n=1–5
(3)
de tal manera que solamente es posible encontrar aluminio
disuelto no ligado a oxígeno en ambientes muy ácidos,
tales como el drenaje ácido procedente de desechos mineros (p. ej., Cidu et al., 1997), mientras que en ambientes
menos ácidos o neutros el aluminio se encontrará formando
complejos tipo hidróxido, descritos como productos en la
Ecuación 3 (Figura 5c) (Hiradate, 2004). Iones con mayor
potencial iónico (p. ej., C4+, Si4+) no existen como tal en solución acuosa, sino que se encuentran siempre coordinados
por el ión óxido o hidróxido, por ejemplo CO32- y Si(OH)4
(Figura 5d) (este último comúnmente representado como
H4SiO4, Krauskopf y Bird, 1995). Finalmente, la interacción
entre cationes con valores extremos de ϕ (p. ej., N5+, S6+)
con oxígeno tiene como resultado enlaces altamente covalentes, formando oxianiones muy estables, como NO3- y
SO42- (Figura 5e) (Cotton y Wilkinson, 1988). Los cationes
de átomos muy pesados con alta carga (p. ej., U6+, W6+ y
Mo6+) también formarán oxianiones como UO2+2, WO42- o
MoO42-, y solamente liberarán al oxígeno en presencia de
una base más dura (como F-) o al ser reducidos.
La existencia de óxidos minerales puede ser explicada
de manera similar a la especiación de los cationes en medio
acuoso (Figura 3, recuadro 7). Cationes con valores de ϕ
bajos forman enlaces débiles con el ión óxido, por lo que
no forman óxidos minerales, ni son retenidos en los suelos
como óxidos o hidróxidos; estos cationes se disuelven
fácilmente en agua, lo que los ha convertido en nutrientes
importantes para plantas y algunos otros seres vivos (p. ej.,
Na+, K+). La incapacidad que tienen estos iones para formar
enlaces estables con el ión O2- también implica que estos
cationes sólo son incorporados en las fases minerales de más
baja temperatura (biotita, muscovita, feldespato-K) y, por lo
tanto, en las últimas etapas de cristalización. Por otra parte,
aquellos cationes con valores altos de ϕ (p. ej., P5+, N5+, S6+,
entre otros) forman enlaces extremadamente estables con
el ión óxido; sin embargo, la alta densidad de carga positiva del catión central ejerce atracción hacia los electrones
del ión O2-, polarizando efectivamente la distribución de
electrones en el enlace catión-oxígeno hacia el centro del
oxanión, evitando que éste pueda formar enlaces con otro
catión a través del oxígeno y formar la base de una posible
estructura del óxido mineral correspondiente. Lo anterior
tiene como resultado no sólo la ausencia de óxidos minerales
de este tipo de cationes, sino también que estos iones sean
muy solubles en agua y, por lo tanto, abundantes en aguas
naturales (dulces y/o marinas), y que sean considerados
como elementos incompatibles con fases minerales ígneas.
Finalmente, aquellos cationes con ϕ intermedia, 4 <ϕ <10
(p. ej., Si4+, Al3+), forman enlaces con oxígeno relativamente
fuertes, sin embargo, la densidad de carga en el centro del
ión no es lo suficientemente alta como para evitar que el
oxígeno pueda formar enlaces con otros cationes. De esta
manera, estos iones pueden formar óxidos e hidróxidos
minerales, e incorporarse a fases minerales ígneas de alta
temperatura que se forman en las etapas tempranas de la
cristalización magmática. Su estabilidad como óxidos y/o
hidróxidos les confiere poca solubilidad en agua y, por ende,
son relativamente poco abundantes en aguas naturales.
El comportamiento de los iones con valores diferentes
de ϕ en solución acuosa tiene también implicaciones en
estudios de petrología ígnea. En particular permite explicar porqué los basaltos generados en zonas de subducción
poseen composiciones de elementos traza muy diferentes a
las de aquellos generados en otros ambientes tectónicos. Los
basaltos de arco, por ejemplo, muestran enriquecimientos en
elementos LIL (bajo ϕ), pero concentraciones de elementos
HFS (muy alto ϕ) similares a las observadas en basaltos de
dorsales oceánicas (N-MORB Figura 6). Tales anomalías
son generalmente interpretadas como el resultado de procesos metasomáticos en la cuña del manto, originados por la
deshidratación de diversos minerales de la corteza oceánica
y sedimentos subducidos (p.ej., filosilicatos y anfíboles)
(Tatsumi y Kogiso, 2003). De esta manera los elementos
LIL, al ser solubles en agua, pueden ser transportados ha-
243
La Tabla Periódica de los Elementos y sus Iones para Ciencias de la Tierra
z/r = ϕ
a)
Na++ H2O
1/0.95 = 1.05
b)
Mg2+(H2O)6
2/0.65 = 3.07
c)
AlOH2+ + H3O+
d)
Si(OH)4
4/0.41 = 9.75
e)
NO3-
5/0.11 = 45
3/0.5 = 6.0
Figura 5 Modelo conceptual para ilustrar la interacción entre cationes con potencial iónico diferente (ϕ) con moléculas de agua y/o iones óxido. La
representación de los iones no se encuentra escalada a su radio iónico. a: Moléculas de agua parcialmente inclinadas hacia el catión Na. b: Ión Mg2+
rodeado de moléculas de agua orientadas hacia el ión. c: Ión AlOH2+ y H3O+, productos de la hidrólisis del H2O por el ión Al3+ de acuerdo a la Ecuación
3. d: Estructura del H4SiO4, un ácido débil, que no puede liberar iones OH-, pero puede perder dos H+ en medios muy alcalinos. e: Ión NO3-, en el cual la
atracción generada por el nitrógeno hacia los átomos de oxígeno, impide que se estos últimos formen enlaces estables con H+.
cia la cuña del manto por los fluidos generados durante la
subducción, mientras que la baja solubilidad en agua de los
HFS (debido a su alto valor de ϕ) evita su movilización, por
lo que es común encontrarlos en fases minerales presentes
en la placa metamorfizada (p. ej., Tiepolo et al., 2000;
Scambelluri et al., 2001). Las disoluciones generadas en
estos procesos, enriquecidas en LIL y empobrecidas en HFS,
pueden interactuar con la cuña del manto (Murphy, 2007)
y alterar la abundancia de elementos LIL en los magmas
máficos generados en zonas de arco, dando como resultado
perfiles de elementos similares al que se muestra en la Figura
6, donde los elementos LIL se encuentran enriquecidos con
respecto a N-MORB, al tiempo que los HFS se encuentran
en proporciones similares a los N-MORB.
244
Bernal y Raislback
100
LILE
Muestra / N-MORB
HFSE
10
1
Cs Rb Ba Th U Nb Ta
K La Ce Pb Sr
P Nd Zr Hf Sm Eu Ti
Y Yb Lu
Figura 6. Distribución de elementos traza en basaltos de arco provenientes del Cinturón Volcánico Trans-Mexicano (Morán-Zenteno, comunicación personal) normalizados contra N-MORB (Sun y McDonough, 1989). Nótese como los elementos LIL se encuentran marcadamente enriquecidos, mientras
que los elementos HFS se encuentran en proporciones similares a N-MORB. El enriquecimiento aparente del Th es resultado de la baja concentración de
este elemento tanto en la muestra como en N-MORB, y de la incertidumbre asociada a ambos valores. Un análisis de propagación de errores demuestra
que Thmuestra/ThN-MORB = 4.87 ± 4.15.
A pesar de que la Tabla Periódica de los Elementos y
sus Iones para Ciencias de la Tierra clasifica a las diferentes
especies de acuerdo con su estado de oxidación, es necesario recalcar que esta representación no necesariamente
implica que todos los iones participarán en los procesos de
diferenciación geoquímica como iones libres. Esto es particularmente cierto para los cationes con alto ϕ, los cuales se
encontrarán en la mayoría de los casos unidos a iones óxido
y/o hidróxido. De manera general, no es posible encontrar
cationes con estado de oxidación >3+ que no estén unidos
a una base dura, típicamente O2- y/o F- y/o OH- (Cotton y
Wilkinson, 1988). La universalidad de este principio es
sorprendente, pues tal comportamiento se observa tanto en
la diferenciación pegmatítica (Ringwood, 1955b), como en
aguas naturales a temperatura ambiente (Brookins, 1988).
VENTAJAS Y LIMITACIONES
La Tabla Periódica de los Elementos y sus Iones
para Ciencias de la Tierra es una herramienta que permite
comprender con mayor facilidad el comportamiento de los
diferentes elementos y sus iones bajo diversas condiciones
de diferenciación. La clasificación que aquí se presenta
no busca aportar conocimientos ni teorías nuevas sobre el
comportamiento de los elementos, sin embargo, permite al
usuario visualizarlos de una manera más sencilla y rápida.
Por ejemplo, previamente se mencionó que el Cu+ no sustituye al Na+ en los feldespatos debido a que estas especies
son ácidos blando y duro, respectivamente. Aunque dicho
comportamiento se encuentra previsto en los principios de
sustitución de Goldschmidt, en particular por el que establece que la sustitución puede ser nula o limitada a medida
que se incrementa la diferencia de electronegatividad de
los iones en competencia (Faure, 1991), resulta más rápido,
sencillo e ilustrativo identificar dicho comportamiento por
la posición de los respectivos iones en la tabla, ya que de
otra manera es necesario contar con datos de electronegatividad para cada ión y elemento. Adicionalmente, el uso
de la Tabla Periódica de los Elementos y sus Iones no sólo
permite evaluar la factibilidad de una posible sustitución
isomórfica rápidamente, sino que también permite extrapolar dicho comportamiento a elementos y iones vecinos a
través del uso de los contornos equipotenciales.
El uso de ϕ como factor de clasificación y los contornos equipotenciales deben ser utilizados con precaución.
Lo anterior es debido a que el radio iónico y, por lo tanto
ϕ, (Ecuación 2) de cada ion es dependiente del número de
coordinación (NC). Aunque los contornos equipotenciales
en la tabla han sido trazados utilizando el NC más común,
hay algunos elementos que pueden adoptar distintos NC,
siendo el Al3+, probablemente, el caso más notable. Este ión
puede ocupar de manera indistinta sitos tetraédricos (NC=4)
y octaédricos (NC=6) en la estructura de diversos minera-
La Tabla Periódica de los Elementos y sus Iones para Ciencias de la Tierra
les, por ejemplo las arcillas (Moore y Reynolds, 1997), lo
que implica que dentro de la estructura de un mineral, los
iones Al3+ pueden presentar dos radios iónicos diferentes
(0.39 y 0.535 Å, respectivamente; Shannon, 1976), y por
ende valores distintos de ϕ (7.69 y 5.60, respectivamente),
dependiendo del sitio en la estructura que ocupen. Aunque
lo anterior podría sugerir comportamientos diferentes para
ambos tipos de Al3+, los valores de ϕ se encuentran dentro
del rango delimitado por los dos contornos equipotenciales
de color naranja en la Figura 3 (z/r =4 y z/r = 8), por lo que
considerar al NC = 6 como el más común para el Al3+, tan
sólo resultaría en un ligero desplazamiento del contorno
equipotencial z/r = 8 hacia el centro de la tabla, más no
indicaría un comportamiento geoquímico diferente para el
Al3+ al que se presenta en la tabla. Conclusiones similares
pueden obtenerse de otros iones con comportamiento similar
al Al3+, tales como Fe3+ y Mg2+, entre otros.
245
(Railsback, 2003; Railsback, 2005) con el fin de ampliar la
comprensión de la tabla a partir de los ejemplos y aplicaciones ahí presentes.
AGRADECIMIENTOS
La versión original de la Tabla Periódica de los
Elementos y sus Iones para Ciencias de la Tierra fue financiada por la United States National Science Foundation,
número de contrato 02-03115. Los autores agradecen a M.I.
Bernal-Uruchurtu por la valiosa ayuda en la preparación de
la Figura 5. Asimismo agradecen a Dara Salcedo, Arturo
Gómez Tuena, Dante Morán por la revisión y comentarios
sobre versiones preliminares del manuscrito. La revisión exhaustiva de la Figura 3 por la Dra. Teresa Orozco, así como
sus comentarios y los de un revisor anónimo resultaron en
mejoras significativas del presente documento.
CONCLUSIONES
APÉNDICE A. SUPLEMENTO ELECTRÓNICO
La clasificación de los iones de acuerdo a sus posibles
estados de oxidación en la naturaleza evidencia tendencias
que permiten sistematizar el comportamiento de los elementos y sus iones ante diversos procesos de diferenciación
geoquímica. Dichas tendencias habían sido ya evidenciadas
de manera semiempírica en la clasificación de los elementos
de Victor Goldschmidt (Goldschmidt, 1937; Goldschmidt y
Muir, 1954) y de otros autores (Cartledge, 1928a; Cartledge,
1928b; Ringwood, 1955a). Asimismo, la clasificación evidencia que las dos principales propiedades intrínsecas de
los iones, potencial iónico y polarizabilidad, son los factores
moduladores de los principales procesos de diferenciación
geoquímica elemental. Cabe mencionar que aunque dichos
términos se presentan de una manera simplificada, en realidad corresponden a propiedades complejas de los iones.
El lector interesado en profundizar en dichos términos, así
como en la teoría de ácidos y bases duros y blandos, debe
referirse a la las referencias originales (Pearson, 1963), a la
literatura química especializada (p. ej., Cotton y Wilkinson,
1988; Huheey, 1993), así como a revisiones recientes (Ayers
et al., 2006; Ayers, 2007).
La Tabla Periódica de los Elementos y sus Iones para
Ciencias de la Tierra no pretende ser una sustitución de la
tabla periódica tradicional; ambas son complementarias al
presentar y evidenciar información que no está presente
en la contraparte. Es de vital importancia, sin embargo,
conocer y entender la tabla periódica tradicional, para poder valorar muchas de las ventajas que la clasificación de
los elementos y sus iones propuesta por Railsback (2003)
ofrece. La generalización y sistematización de los procesos
de diferenciación geoquímica presentados por Railsback
(2003) hace de La Tabla Periódica de los Elementos y sus
Iones para Ciencias de la Tierra una herramienta de vital
importancia para los estudiosos de las Ciencias de la Tierra.
Finalmente, el lector es referido a los trabajos originales
Una versión en alta resolución de la Tabla Periódica
de los Elementos y sus Iones para Ciencias de la Tierra
está disponible en el sitio web de la revista <http://satori.
geociencias.unam.mx/>, en la tabla de contenido de este
número (suplemento electrónico 25-2-02).
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