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TEMA 8 CLASE ÓXIDOS e HIDRÓXIDOS. Características. Tipos. Grupos. Minerales: propiedades (físicas y químicas), génesis, yacimientos y usos. CARACTERÍSTICAS MÁS IMPORTANTES DE LA CLASE ÓXIDOS SON COMPUESTOS NATURALES EN LOS CUALES EL OXÍGENO APARECE COMBINADO CON UNO O MÁS METALES. SE ENCUENTRAN EN LAS CAPAS SUPERIORES DE LA TIERRA. HAY ÓXIDOS SIMPLES (COMPUESTOS DE METAL MÁS OXÍGENO): A 2 X, AX, A 2 X 3 , AX 2 y , ÓXIDOS MÚLTIPLES: AB 2 X 4 TIENEN DOS POSICIONES (A y B) CON ÁTOMOS METÁLICOS. TIENEN ENLACES IÓNICOS. DUREZA ALTA . ALTOS PUNTOS DE FUSIÓN BAJA SOLUBILIDAD. GRAN ESTABILIDAD QUÍMICA.

Clase Oxidos e Hidroxidos

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Page 1: Clase Oxidos e Hidroxidos

TEMA 8CLASE ÓXIDOS e HIDRÓXIDOS. Características. Tipos. Grupos.

Minerales: propiedades (físicas y químicas), génesis, yacimientos y usos.

CARACTERÍSTICAS MÁS IMPORTANTES DE LA CLASE ÓXIDOS

• SON COMPUESTOS NATURALES EN LOS CUALES EL OXÍGENO APARECE

COMBINADO CON UNO O MÁS METALES.

• SE ENCUENTRAN EN LAS CAPAS SUPERIORES DE LA TIERRA.

• HAY ÓXIDOS SIMPLES (COMPUESTOS DE METAL MÁS OXÍGENO):

A2X, AX, A2X3, AX2

y , ÓXIDOS MÚLTIPLES: AB2X4

TIENEN DOS POSICIONES (A y B) CON ÁTOMOS METÁLICOS.

• TIENEN ENLACES IÓNICOS.

• DUREZA ALTA .

• ALTOS PUNTOS DE FUSIÓN

• BAJA SOLUBILIDAD.

• GRAN ESTABILIDAD QUÍMICA.

Page 2: Clase Oxidos e Hidroxidos

CLASIFICACIÓN DE LOS ÓXIDOSTipo A2X Cuprita Cu2OTipo A2X3

Grupo de la hematites: Hematites Corindón Ilmenita

Fe2O3

Al2O3

FeTiO3

Tipo AX2

Grupo del rutilo: Rutilo Casiterita PirolusitaGrupo de la uraninita: Uraninita

TiO2

SnO2

MnO2

UO2

Tipo AB2X4

Grupo de la espinela: Espinela Magnetita Cromita Crisoberilo

MgAl2O4

Fe3O4

(Mg,Fe)Cr2O4

BeAl2O4

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ESTRUCTURA DE LA CUPRITAl. BRAGG (1916)

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CUPRITA – Cu2O 88,8% Cu

               Cristalografía: _  Sistema y clase: Cúbico 4/m32/m Grupo espacial:  Pn3m  a = 4.27 Å; Z = 2. Propiedades físicas: color: rojo rubí. Raya:  rojo castaño. Brillo: metálico a adamantino. H = 3,5 a 4. G = 6,1Óptica: opaco, de color gris azulado, reflexiones internas rojas.Química: soluble en NO3H con color azul intenso.Forma de presentarse:  generalmente cristales octaédricos, aunque no son raros los cristales cúbicos o dodecaédricos. En ocasiones en cristales fibrosos de intenso color rojo (calcotriquita). También masivo y compacto de grano fino. Génesis: mineral de tipo supergénico en la zona de oxidación superior de los filones cupríferos.Yacimientos: Capiapó (Chile)España: los mejores ejemplares provienen de la mina "La Cruz", de Linares (Jaén), cristalizado en cubos y dodecaedros con galena y caliza sacaroidea. En Ríotinto con malaquita fibrosa; también en Sotiel Coronada y Tharsis (Huelva). Empleo: mena de cobre.Etimología: derivado del latín "cuprum" cobre.  

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GRUPO DE LA HEMATITES

HEMATITES – Fe2O3 70% Fe (Oligisto)Cristalografía: _   Sistema y clase:  Romboédrico 32/m Grupo espacial:   R3c     a = 5.04 Å, c = 13.76 Å, Z = 6. Propiedades físicas:Color: pardo rojizo. Raya: parda rojiza.Brillo: metálico gris a térreo en los ocres.H = 5 a 6. G = 5,26. Óptica: opaco; color blanco azulado con reflexiones internas rojas.Otras: en los ejemplares metálicos se aprecian irisaciones.Química: se disuelve lentamente en clorhídrico.Forma de presentarse: cristales generalmente tabulares o formando rosetas. En masas botroidales o reniformes con estructura radiada. También micáceo, hojoso (especularita) y terroso (ocres).Génesis: en depósitos de metasomatismo de contacto; hidrotermal; producto de meteorización de rocas ferruginosas; pegmatítico, sedimentario y exhalativo-neumatolítico en rocas efusivas.Yacimientos: Kiruna (Suecia) Colorados, Romeral y Algarrobo (Chile), Mutún (Bolivia), Mina Gerais (Brasil), India y Rusia. España: los yacimientos más importantes de España radican en las Minas del Marquesado en Guadix (Granada) También en El Pedroso (Sevilla) y Somorrostro (Vizcaya).Empleo:  es al mena más importante de hierro. En la obtención de acero. Se emplea como pigmento el ocre rojo y para polvo de pulir.Etimología: deriva de una palabra griega "haimatites" que significa sangre.

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CORINDÓN – Al2O3

Cristalografía: _ Sistema y clase: Romboédrico 32/m  Grupo espacial:     R3 c   a = 4.76 Å, c = 12 Å; Z = 6. Propiedades físicas: Color: variado, rojo oscuro (rubí), y azul (zafiro). Brillo: adamantino a vítreo.H = 9. G = 4. Óptica: U-.Química: pequeñas cantidades de cromo le dan coloraciones rojas, mientras que hierro y titanio le dan coloración azul. Infusible e insoluble. Funde a 2040°C.Forma de presentarse:  en cristales prismáticos hexagonales a veces en forma de barril por estrechamiento de sus extremos. Es frecuente que presenten estriaciones horizontales. Puede aparecer masivo o como producto rodado.Génesis: como mineral accesorio en rocas del metamorfismo regional o de contacto, tales como mármoles, esquistos o gneises; como constituyente primario de rocas ígneas pobres en sílice, tales como sienitas o sienitas nefelínicas; en pegmatitas; suelos detríticos y arenas.Yacimientos: Ratnapura (Sri-Lanka), Mogok (Birmania), Tanzania y Kenia.Empleo: importante empleo en joyería, su variedad roja oscuro el rubí es una de las gemas más valiosas. Igualmente lo es la variedad azul, el zafiro. También se emplea en cojinetes, instrumentos científicos y en relojería. Es un importante abrasivo especialmente la variedad llamada esmeril.Etimología: probablemente derive de "kauruntaka" nombre indio.

GRUPO DE LA HEMATITES

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ILMENITA – FeTiO3 52,66% Ti 47,34% FeCristalografía: _ Sistema y clase: Romboédrico 3   Grupo espacial:   R3   a = 5.09 Å, c = 14.06 Å, g = 120º; Z = 6.Propiedades físicas:Color: negro. Raya: negra rojiza.Brillo: metálico a submetálico. H = 5,5 a 6. G = 4,7. Óptica:  Opaco; gris con pleocroismo de gris rosado a pardo rojizo. Anisotropismo marcado.Otras: a veces presenta magnetismo. Por su formación constituye un termómetro geológico.Química: casi siempre formado a temperatura superior a los 500º. Soluble en ácido sulfúrico. Por encima de los 950°C hay solución sólida entre Fe2O3 y FeTiO3.Forma de presentarse:  en cristales normalmente tabulares delgados y con truncaduras romboédricas, también en placas delgadas compactas y en granos en arenas.Génesis: en rocas ultrabásicas como producto de segregación magmática y pegmatitas Yacimientos: Allard Lake (Canadá), y Kragere, Flekkefjord , Tellmes Krägerö (Noruega).España: Horcajuelo en Somosierra (Madrid). En el cabo de Gata (Almeria). Logrosan (Cáceres) con Fe, Sn, W, Pb, Ag, Au. Empleo: es la mayor fuente de titanio. Este se emplea en aleaciones especiales para la industria aeroespacial . Estructuras metálicas y para pigmentos.Etimología:  el nombre deriva del de las montañas "Ilmen" en Rusia.

GRUPO DE LA HEMATITES

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GRUPO DEL RUTILO

RUTILO – TiO2 60% TiCristalografía:   Sistema y clase: Tretagonal 4/m2/m2/m  Grupo espacial: P42/mnm  a = 4.59 Å, c = 2.96 Å; Z = 2. Propiedades físicas:Color: de rojizo a negro castaño. Raya: roja castaña. Brillo: de adamantino a submetálico. H = 6 a 6,5. G = 4,2 a 5,6. Maclas: frecuentes ((011) “pico de estaño”. Óptica: rojo en luz transmitida, pleocroico y fuerte birrefringencia.Química: infusible e insoluble. La anatasa y la brookita son sus polimorfos.Forma de presentarse:  en cristales prismáticos con terminaciones bipiramidales. Frecuentes las masas en codo y en cristales aciculares finos (agujas) en cuarzo - cabellera de venus -.Génesis: en filones pegmatíticos - neumatolíticos e hidrotermales; también sedimentario en aluviones como producto de la meteorización.Yacimientos: Nueva Gales del Sur (Australia).España: son especialmente importantes los rutilos e ilmenitas de Carballo (La Coruña) y Lalin (Pontevedra). Los mejores ejemplares españoles por su morfología se han encontrado en Horcajo de la Sierra y Horcajuelo en Somosierra (Madrid) .Empleo: mena de titanio, a su vez empleado en revestimientos de varillas de soldadura y como metal especial en industria aeronáuticaEtimología: derivada del término latino "rutilus" que significa rojo.

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CASITERITA – SnO2 78,6% Sn

Cristalografía:   Sistema y clase: Tetragonal 4/m2/m2/m  Grupo espacial: P42/mnm   a = 4.73 Å, c = 3.18 Å;  Z = 2. Propiedades físicas: color: pardo. Raya:  blanca. Brillo: adamantino, craso o resinoso.H = 6 a 7. G = 7. Óptica: opaco pule muy mal. Color gris mate con reflexiones internas pardo amarillentas.Maclas: frecuentes, según (011) “pico de estaño”. Química: insoluble en ácidos. Fundido con Na2CO3 aureola blanca de Sn.    Forma de presentarse: normalmente en cristales de hábito prismático o bipiramidal. A menudo masivo o granular, en formas reniformes o fibroso radiadas. (estaño leñoso).Génesis: pegmatítico; neumatolítico; hidrotermal y sedimentario (placeres).Yacimientos: Oruro (Bolivia) y Malasia.España: está muy diseminada por toda Galicia, Los mejores ejemplares proceden de la provincia de Orense, de la localidad de Celanova,). Empleo:  principal mena de estaño. Aleaciones Sn-Fe (hojalata).Etimología:  de la palabra griega "kassiteros" que significa estaño.

GRUPO DEL RUTILO

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PIROLUSITA – MnO2 63,2% MnCristalografía:   Sistema y clase: Tetragonal 4/m2/m2/m  Grupo espacial: P42/mnm        a = 4.39 Å, c = 2.86 Å; Z = 2.Propiedades físicas: color: negro. Raya: negra. Brillo: metálico o terroso. H = 1 a 2 (en la polianita de 6 a 6,5). G =  5,1.Óptica:  opaco; de color blanco oscuro. Débil pleocroismo y fuerte anisotropía.Química: atacable por ácido clorhídrico. Perla de borax color violeta.Forma de presentarse:  rarísimas veces en cristales bien desarrollados (polianita). Normalmente en fibras en formas columnares radiadas y masivo.Génesis: supergénico y sedimentario (condiciones fuertemente oxidantes).Yacimientos: Nchwaning y Black Rock -Kalahari (Sudáfrica).España:Combados (Pontevedra) y Ríotorto (Lugo). En Asturias en Covadonga y Cangas de Onís En la Sierra del Santo Espíritu (Cáceres) y en Oliva de la Frontera y Jerez de los Caballeros (Badajoz).Empleo: es la mena más importante del manganeso. Este se emplea en aleaciones del acero, cobre, zinc, aluminio, estaño y plomo. También como oxidantes  en la obtención del cloro, bromo y oxígeno. Como decolorante de los vidrios, como desinfectante en el permanganato potásico, como secante en las pinturas. También como colorantes en ladrillo y cerámica .Etimología:  deriva de las palabras griegas "piros" que significa fuego y "luou" lavar, debido a que por su poder oxidante.

GRUPO DEL RUTILO

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URANINITA – UO2 50-65% U

Cristalografía: _ Sistema y clase: Isométrico 4/m32/m  Grupo espacial:  Fm3m  a = 5.46 Å; Z = 4. Propiedades físicas:Color: negro pez. Raya: parda negruzca.Brillo: submetálico o graso.H = 5,5. G = 7,5 a 9,7. Óptica:  opaco. Otras: mineral radiactivo.Química: en general se presenta parcialmente oxidada, siendo la composición real la intermedia entre el UO2 y U3O5. El uranio es reemplazado a veces por el torio formando una serie completa hasta la torianita (ThO2). Se oxida y da lugar a la gummita. Forma de presentarse: raras veces en cristales octaédricos con cubos subordinados y caras dodecaédricas. Normalmente masivo y terroso llamado pechblenda..Génesis:  en pegmatitas (granítica o sienítica); en filones hidrotermales y sedimentario. Yacimientos: Shinkalobwe (Zaire) y Wiberforce (Canadá).España: son importantes las mineralizaciones de Albalá (Cáceres) donde aparece una pechblenda de buena calidad junto con gummita y saleíta. Empleo: alusivo al uranio como fuente de uranio y radio. En la fisión nuclear. Centrales nucleares.

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Pechblenda UO2 Torbernita Cu(UO2)2Si2O5).5H2O

Autunita Ca(UO2)2(PO4)2.10(H2O)

Carnotita K2(UO2 )2(VO4)2 .3(H2O)

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GRUPO DE LA ESPINELA

Los minerales del grupo de la espinela tienen de fórmula general:

AB2O4

en donde el empaquetamiento tetraédrico más pequeño A, está ocupado por cationes divalentes:

Mg2+, Fe2+, Mn2+, Zn2+

y el octaédrico, más grande B, lo está por cationes trivalentes:

Al3+, Cr3+, Fe3+

Hay dos tipos de estructuras:

Normal: 8 cationes A ocupan posiciones tetraédricas

16 cationes B ocupan posiciones octaédricas

Inversa: 16 cationes B ocupan 8 posiciones tetraédricas y 8 octaédricas

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ESTRUCTURA DEL GRUPO DE LA ESPINELA

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ESPINELA – MgAl2O4

Cristalografía: _   Sistema y clase: Cúbico 4/m32/m   Grupo espacial:  Fd3m      a = 8.10 Å; Z = 8.Estructura: normal.

Propiedades físicas:Color: variado, rojo (espinela ribí), azul (ceilanita), verde (cloro espinela), incoloro…. Raya: gris verde o parda. Brillo: vítreo.H = 7,5 a 8. G = 3,5.Maclas: frecuentes (111), “Ley de la Espinela”. Fractura: concoideaÓptica:  mineral transparente, isótropo con alto índice de refracción.Química: hay sustitución del Magnesio por Fe2+ , Zn o Mn2+ . El aluminio, a su vez, puede serlo por Fe3+ , cromo, manganeso, vanadio o titanio. (NO3)2Co, precipitado azul (Al).Forma de presentarse: en cristales octaédricos, a veces modificados por el cubo o rombododecaedros, en ocasiones en masas granudas gruesas Génesis: ortomagmático accesorio en rocas ígneas básicas; sedimentario (placeres) y en depósitos de metamorfismo de contacto de alta temperatura ricos en aluminio. Yacimientos: Sri-Lanka, Tailandia, Birmania y Rusia..España:  en el Cabo de Gata (Almería) y Mazarrón (Murcia). Empleo:  el mineral se emplea como refractario. Las variedades transparentes se usan en joyería como gemas. Etimología:  del latín spina, espina, en alusión a la forma puntiaguda de sus cristales.

GRUPO DE LA ESPINELA

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GRUPO DE LA ESPINELA

MAGNETITA – Fe3O4 31,1% FeO

68,9% Fe2O3

Cristalografía: _  Sistema y clase: Cúbico 4/m32/m  Grupo espacial: Fd3m  a = 8.40 Å; Z = 8. Estructura: inversa      Propiedades físicas:Color: negro. Raya: negra. Brillo: metálico.H = 5 a 6. G = 5,2.Óptica:  opaco, de color gris e isótropo.Otras: caracterizado por su fuerte magnetismo.Química: la magnetita pulverizada es soluble en clorhídrico.Forma de presentarse:  frecuente en cristales octoédricos, masivo o diseminado en agregados granulares.Génesis: diferenciación magmática, hidrotermal, pegmatítico neumatolítico, metamorfismo de contacto, exhalativo volcánico y sedimentario.Yacimientos: Kiruna (Suecia), Bushveld-Trasvaal (Sudáfrica) y El Laco (Chile).España: económicamente los yacimientos más importantes radican en los Cotos Wagner y Vivaldi (León). Empleo:  importante mena de hierro.Etimología:  probablemente derivada del nombre de la localidad de Magnesia, en Macedonia.  

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GRUPO DE LA ESPINELA

CROMITA – FeCr2O4 68% Cr2O3

32% Fe

Cristalografía: _  Sistema y clase: Cúbico 4/m32/m  Grupo espacial:   Fd3m   a = 8.36 Å; Z = 8. Estructura: normal

Propiedades físicas:Color: negro o pardo. Raya: parda oscura.Brillo: metálico. H = 5,5. G = 4,6.Óptica:  opaco, de color gris, isótropo y con eeflexiones internas pardo rojizas.Química: perla verde esmeralda del Cr. Forma de presentarse: en pequeños cristales de hábito octaédrico, generalmente masivo, compacto o granular.Génesis: ortomagmático asociado a rocas ultrabásicas y sedimentario (placeres). Yacimientos: Bushveld (Sudáfrica), Nueva Caledonia (Oceanía)España:  en Cala (Huelva). Empleo: es la única mena de cromo; acero inoxidable, endurece los aceros, en aleaciones con cromo y niquel que permiten el cromado y en ladrillos refractarios en hornos metalúrgicos.Etimología:  el nombre hace referencia al cromo.

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CRISOBERILO – Be Al2O4

Cristalografía:    Sistema y clase: Rómbico 2/m2/m2/m   Grupo espacial:   Pmnb    a = 5.49 Å, b = 9.42 Å, c = 4.43 Å; Z = 4. Propiedades físicas:Color: amarillo, verde amarillento (alejandrita). Raya:  blanca. Brillo: vítreo. H = 8,5. G = 3,69. Óptica:  B+.Maclas: multiple (ciclica), según la dirección (031).Química: insoluble en ácidos. El polvo calentado en (NO3)Co2, color azul Thenard (Al).  Forma de presentarse: en cristales prismáticos alargados, en ocasiones masivo o granular. Génesis: generalmente en pegmatitas graníticas. Yacimientos: Mina Gerais (Brasil), Takowaja (URSS), Sri Lanka y Madagascar.España: aparece en la Sierra de Almagrera (Córdoba).Empleo:  en gemología, las variedades alejandrita (verde oscura) y ojo de gato (iridiscente).Etimología:  del griego "khusos" oro y "berullos" berilo.  

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CARACTERÍSTICAS DE LOS HIDRÓXIDOS

• Resultan de la combinación de metales con el grupo (OH)- que sustituye total o parcialmente a los O2- con predominio del empaquetamiento hexagonal.

• Los grupos (OH)- son los que hacen que los enlaces sean más débiles que los de los óxidos.

HIDRÓXIDOS MÁS IMPORTANTES:

Gibbsita γAl(OH)3

Brucita Mg(OH)2

Grupo de la lepidocrocita: Lepidocrocita γFeO(OH)

Boehmita γAlO(OH)

Manganita γ MnO(OH) Grupo de la goethita: Goethita αFeO(OH) Diásporo αAlO(OH)

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• DIÁSPORO• BRUCITA

Brucita Mg(OH)2

- LOS CATIONES DE Mg2+, ESTÁN RODEADOS POR 8 GRUPOS (OH)-.

Gibbsita Al(OH)3

- 1/3 DE LOS OCTAEDROS DE (OH)- QUEDAN LIBRES CON ENTRADA DE Al3+.

ESTRUCTURAS DE LOS HIDRÓXIDOS

Diásporo

- EL Al3+ ENTRA EN LOS OCTAEDROS POR O2 Y GRUPOS (OH)- DANDO EHC.

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GOETHITA - FeO(OH) 62,9% Fe Cristalografía:    Sistema y clase: Rómbico 2/m2/m2/m   Grupo espacial:  Pbnm    a = 4.65 Å, b = 10.02Å, c = 3.04 Å; Z = 4. Propiedades físicas:Color: negro a pardo amarillento.Raya:  parda amarillenta.Brillo: adamantino a mate. H = 5 a 5,5. G = 4,37. Óptica: opaco; gris con tintes azulados. Otras: anisotropismo. Química: sobre el carbón no funde y se vuelve negra algo magnética.Forma de presentarse: generalmente masivo , con formas oolíticas, arriñonadas o botroidales..Génesis: como montera de oxidación de minerales de hierro; como gossan en depósitos metalíferos; residual como manto laterítico y sedimentario..Yacimientos:España: Somorrostro (VizcayaEmpleo: mena de hierro.Etimología: en honor al poeta alemán Goethe.  

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Las lateritas: se pueden definir como horizontes edáficos enriquecidos en óxidos e hidróxidos de hierro, como consecuencia de la acumulación de estos componentes en respuesta a la meteorización química avanzada de una roca que ya previamente mostraba un cierto enriquecimiento en este componente.

Las bauxitas: similares a las lateritas, pero enriquecidas preferencialmente en hidróxidos de aluminio, debido a que se forman sobre rocas previamente enriquecidas en este elemento. Los minerales que la forman, son las bauxitas: bohemita, diasporo y gibsitaRecursos: Guinea Conakry