Cationes - UGA Geology - University of Georgia
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Cationes que forman minerales de fluoruros simples Los 8 solutos más abundantes en agua marina Cationes que forman minerales de sulfuros simples = carga del ión / radio iónico = potencial iónico o densidad de carga Procesos de decaimiento radioactivo Cationes que se coordinan con O2- en disolución, (p.ej: NO3-, PO43-, SO42-, etc.) 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+ ión litio 5° al 8o más abundantes Aniones ión magnesio ión aluminio como Al3+ o Al(OH)n3-n silicato (SiO44-) o H4SiO4 Fósforo en fosfato (PO43- o HPO42-) No metales ión escandio ión calcio ión vanadio p.ej.. vandato ión titanio Cationes que se coordinan con O2-, (± H2O) en disolución (poseen algunos electrones en la capa de valencia) Azufre en sulfato (SO42-) Kriptón ión rubidio Xenó n ión cesio ión estroncio ión bario ión ytrio ETR ión circonio ión crómico ión hafnio ión tántalo p.ej: tantalatos ión niquélico ión cobáltico ión férrico ión manganeso ión galio ión zinc ión cromo p.ej: permangacromato tungsteno en tungstatos ión estánico ión cúprico ión titanio ión vanadoso ión manganoso ión titanio ión francio ión radio ión actinio ión niqueloso ión cobaltoso ión ferroso Tecnecio Ocurrencia natural muy limitada ión molibdeno arsenato (AsO43-) 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 selenato (SeO42-) antimoniato Elementos en forma nativa (sin carga) aparte de los gases nobles ión siliciuro Aluminio Silicio selenito (SeO3 arsenito Hierro Cromo ión cuproso Cuarzo ión renio ión paladio ión cadmio ión plata ión estanoso ión indio ion telurio p.ej; teluritas ion antimonio p.ej; antimonitas Cobalto Níquel Cobre Zinc Arsénico Selenio ion iodato (IO3-) ión torio ión protactinio uranio en uranilo (UO22+) ión iridio ión platino ión mercuroso ión oro ión teluroso ión plomboso Neptunio Los elementos transuránidos (Z >94) no ocurren de manera natural 95: Americio 101: Mendelevio 96: Curio 102: Nobelio 97: Berkelio 103: Lawrencio 98: Californio 104: Rutherfordio 99: Einstenio 105: Hahnio (Dubnio) 100: Fermio ión uranio Plutonio Ocurrencia Ocurrencia natural muy natural muy limitada limitada ión mercúrico ión telúrico ión plúmbico ión bismutoso Lantánidos Rodio Paladio Plata Cadmio Indio Estaño Antimonio ión lantano ión praseodimio ión neodimio ión cerio Prometio (Contienen uno o varios electrones en la capa de valencia) Teluro Osmio Iridio Platino Oro Mercurio Talio Plomo No existente en la Tierra de manera natural 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 092 de mapas y cartas doi: 10.1130/2004AESPT, y puede adquirirse a través de la Geological Society of America. La versión en español puede obtenerse en http://www.gly.uga.edu/railsback/Pt.html#AvailabilitySpanish. ión terbio ión disprosio ión holmio ión erbio Recuadro 2: Dureza de óxidos minerales de cationes “duros” ión yterbio Recuadro 3: Comportamiento de cationes “duros” a alta temperatura Bromellita Crisoberilo ión europio (sustituye a Ca2+) Cuarzo Recuadro 5: Minerales compuestos de oxisales simples (Minerales de la forma __MOn sin OH o H2O) Recuadro 6. Temperaturas de fusión y descomposición (d) de óxidos minerales de cationes “intermedios” y “suaves” Cuarzo Corindón Minerales de acuerdo a la temperatura típica de cristalización*: Perovskita Minerales formados sólo por cationes con estado de oxidación 1+ Rutilo (Sinhalita) La Baddeleyita tiene un 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 (p.ej: calcita) ´ Eskolaita Bunsenita salitre Minerales formados por cationes con estado de oxidación 1+ hasta 4+ Zincita Recuadro 8. Solubilidad de haluros de cationes duros y suaves Anión: Mineral No mineral Sellaíta Villiaumita con estado de oxidación 1+ y 2+ Manganosita Wüstita Monteponita Tugarinovita Masicolita Bismita sin óxidos estables Montroydita Avicenita z/r bajo Enlace catiónoxígeno débil z/r alto Enlaces catiónoxígeno muy z/r intermedio fuertes, repulsión Enlace catión- entre cationes oxígeno fuerte Shcherbinaíta Minerales de un solo catión Clorargyrita Romarchita Valentinita Rutilo Srilankita Argutita Arsenolita Cuprita Cal Halita Cuarzo (Kspar) (Olimpita) Anhidrita (K-S-A) (Circón) (Berlinita) Thenardita Minerales formados por cationes K-S-A = Kyanita-SillimanitaAndalusita Paramon´ troseita Casiterita Tenorita Hematita Cromita Forsterita Anortita Augita Enstatita Hornblenda Ilmenita Magnetita Apatito Titanita (esfena) Circón Biotita Feldespato-K Albita Cuarzo Perovskita Recuadro 7. Modelo conceptual sobre el comportamiento de los óxidos de cationes duros e intermedios Bromargyrita Minerales de dos cationes Iodargyrita Baddeleyita Solubilidad de Haluros de Ag ( )-, Hg ( Na+ ( ),- y Mg2+ ( ) en mol/L 2+2 ),- * Una fase sintética de TiO2 (no rutilo) es el óxido de mayor dureza conocido Figura 3. Bernal J. P. y L. Bruce Railsback. Introducción a la Tabla Periódica de los Elementos y sus Iones para Ciencias de la Tierra Molibdita Dureza (Escala de Mohs) Perovskita + Recuadro 4: Solubilidad de óxidos minerales de cationes “duros” Bromellita Los minerales se muestran con círculos cuyo diámetro es representativo de la proporción de cada catión Espinela Periclasa Catión (delineado para cationes intermedios) T de fusión (K) para óxidos de cationes “duros” ión lutecio ión tulio Espinela Tausonita Radón Astatino ión bismuturo Bismuto Xenón L. Bruce Railsback, Department of Geology, University of Georgia, Athens, Georgia, 30602-2501 U.S.A. ([email protected]). Para actualizaciones http://www.gly.uga.edu/raislback/PT.html Traducción por: Juan Pablo Bernal, Instituto de Geología, UNAM ([email protected]). Esta tabla fue originalmente publicada por la Geological Society of America en inglés en GEOLOGY, v. 31, p. 737-740, doi: Elementos de Tierras Raras (ETR) (iones “duros” o “tipo A” en estado de oxidación 3+) ión gadolinio ión samario Crisoberilo Cal ión ioduro ión teluro Polonio Renio Kriptón ión bromuro La Tabla Periódica de los Elementos y sus Iones para Ciencias de la Tierra Coordinan I>Br>S>Cl=N>O>F ión europio Bromellita Corindón ión selenuro Argón ión bismútico Cationes “blandos” o “tipo B” comúnmente se coordinan con el C de compuestos orgánicos (p.ej: compuestos organomercurados) No mineral Periclasa ión arseniuro ión antimoniuro Tántalo ión cerio Perovskita ión cloruro Neón Los únicos bismuturos minerales son de Pd, Ag, Pt, Au y Pb Recuadro 1: Incompresibilidad (Ks en GPa) para óxidos minerales de cationes “duros” Mineral con dos cationes ión sulfuro La mayoria de los silicuros y fosfuros naturales se encuentran en meteoritas y fases minerales del manto ión germanio 2-) ión fosfuro Azufre telurato Rutenio ión osmio ión renio ión tungsteno ión rodio ión rutenio *Para fines de simplificación, no se han incluído las series de decaímiento de 235U-207Pb y 232Th-208Pb Mineral con un sólo catión ión fluoruro Oxígeno Ver abajo Radón Oxígeno en óxidos ión cromoso Molibdeno en molibdatos ión niobio azufre en sulfito (SO32-) Se pueden coordinar con S u O nato (MnO4-) Nitrógeno ión nitruro Metales ión vanadio ión potasio Carbono (diamante o grafito) ión carburo La mayoria de los carburos y nitruros naturales se encuentran en meteoritas y fases minerales del manto Posición de Fe2+ y Fe3+ si fueran cationes “duros” Argón Aniones que comúnmente se coordinan con H+ (p.ej: CH4, NH3, H2S, H2O, etc.) Gases Aniones que forman minerales Au+ Helio Hidrógeno como hidruros Ver recuadro 8 Aniones que forman minerales Ag+ Cationes Intermedios ión sodio (no se ionizan) Los 4 constituyentes más abundantes de la atmósfera Carga del ión / radio iónico Neón Gases Nobles Aniones que forman minerales Cu+ Carbón, p.ej: CO2, Nitrógeno, p.ej: ión bicarbonato (HCO3-) nitrato NO3y carbonato (CO3-) ión boro ión berilio Elementos que forman aleaciones naturales minerales con Au Aniones que forman minerales con Si4+ Iones escenciales para la nutrición de algunos vertebrados (minerales escenciales) Helio Elementos que forman aleaciones naturales minerales con Pt Iones que pueden ser limitantes para el crecimiento de bacterias Solutos que son micronutrientes para plantas terrestres Elementos considerados como principales constituyentes del núcleo de la Tierra (Fe>Ni>Co), posiblemente junto con SyO Elementos que forman aleaciones naturales minerales con Os Cationes que forman minerales con base en un oxianión (p.ej: S6+ en sulfatos, A5+ en arsenatos) 2° a 8o solutos más abundantes en agua de río 31o al 40o elementos más abundantes en la corteza terrestre Elementos que forman aleaciones naturales minerales con Cu Cationes que forman minerales de bromuros o ioduros simples Soluto más abundante en agua de rio (HCO3-) Radioactivo (itálicas) Elementos que forman aleaciones naturales minerales con Fe Cationes que forman minerales de óxidos simples 17o a 22o solutos más abundantes 9° a 16o solutos más abundantes 21o al 30o elementos más abundantes en la corteza terrestre Aniones con los que los cationes “duros” se coordinan preferentemente Cationes que se coordinan con OH- (o O2-) en disolución Iones compatibles con últimas fases cristalinas en rocas ígneas debido a su gran tamaño (pincipalmente LILE) Más abundante (negritas) Isótopos naturales reconocidos después de 1963.) 11o al 20o elementos más abundantes en la corteza terrestre Intermedios Se coordinan fácilmente con el O de grupos carboxilos de ligantes orgánicos (ver recuadros 1-5,7) Cationes que se coordinan con OH- (o H2O) en disolución (o radio atómico para la forma elemental) Masa atómica Coordinan F>O>N=Cl>Br>I>S Iones compatibles con primeras fases en cristalizar en rocas ígneas Radio iónico (r) (A) ión Germanio Iones en nódulos ferromangánicos procedentes del fondo del océano, enriquecidos con respecto al agua de mar Los 10 elementos más abundantes en la corteza terrestre *El orden de cristalización en un magma depende de la presión, de las composiciones del magma y del fluido Tantita 4+ Torianita Ver también recuadro 6 Periclasa Minerales ricos en Mg-Al-Fe-Ca-Ti (no se ionizan) Nombre Iones enriquecidos en CAIs (inclusiones ricas en Ca y Al en meteoritas) con respecto a la composición del sistema solar Elementos que ocurren de manera nativa en la naturaleza, reconocidos antigüamente ( reconocidos a partir de la Edad Media hasta 1862, Cal Minerales ricos en Si-Na-K Gases Nobles (Todos los electrones son removidos de la capa de valencia y, por lo tanto, poseen configuración electrónica de gas noble) Iones comúnmente enriquecidos en suelos residuales o sedimentos (símbolo pequeño indica menor certeza) Iones menos empobrecidos del manto en la formación de la corteza Aniones con los cuales los cationes “blandos” se coordinan preferentemente Cationes “duros” o “Tipo A” Cationes que se coordinan con H2O (o CO32- o SO42-) en disolución ión hidrógeno 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 Simbolo (ver escala a la derecha) (número de protones) Temperatura de fusión (K) de óxidos simples de cationes “duros” Cuarzo Corindón Rutilo Baddeleyita Mineral Log de la actividad del catión en agua destilada a 25 °C Shcherbinaíta Molibdita
