El sulfuro de hidrógeno es uno de los principales componentes volátiles del magma. Al interactuar activamente con los metales, forma muchos compuestos. Los derivados del sulfuro de hidrógeno están representados en la corteza terrestre por más de 200 minerales: sulfuros que, al no ser formadores de rocas, generalmente acompañan a ciertas rocas, siendo una fuente de materias primas valiosas. A continuación, consideraremos las principales propiedades de los sulfuros y compuestos cercanos a ellos, y también prestaremos atención a las áreas de su uso.
Características generales de composición y estructura
Más de 40 elementos de la tabla periódica (generalmente metales) forman compuestos con azufre. A veces, en lugar de eso, están presentes en tales compuestos arsénico, antimonio, selenio, bismuto o telurio. En consecuencia, tales minerales se denominan arseniuros, antimonuros, seleniuros, bismutos y teluros. Junto con los derivados del sulfuro de hidrógeno, todos ellos se incluyen en la clase de los sulfuros debido a la similitud de sus propiedades.
La característica de los minerales de esta clase es que el enlace químico es covalente, concomponente metalico Las estructuras más comunes son la coordinación, la isla (grupo), a veces en capas o en cadena.
Propiedades físicas de los sulfuros
Prácticamente todos los sulfuros se caracterizan por una alta gravedad específica. El valor de la dureza en la escala de Mohs para los diferentes miembros del grupo varía ampliamente y puede oscilar entre 1 (molibdenita) y 6,5 (pirita). Sin embargo, la mayoría de los sulfuros son bastante blandos.
Con algunas excepciones, el cleofán es un tipo de blenda de zinc o esfalerita, los minerales de esta clase son opacos, a menudo oscuros, a veces brillantes, lo que sirve como una característica de diagnóstico importante (así como el brillo). La reflectividad puede variar de media a alta.
La mayoría de los sulfuros son minerales con conductividad eléctrica semiconductora.
Clasificación tradicional
A pesar de la similitud de las propiedades físicas básicas, los sulfuros, por supuesto, tienen diferencias diagnósticas externas, según las cuales se dividen en tres tipos.
- Piritas. Este es el nombre colectivo de los minerales del grupo de los sulfuros, que tienen un brillo metálico y un color que tiene matices de amarillo o tinte amarillo. El representante más famoso de la pirita es la pirita FeS2, también conocida como azufre o pirita de hierro. También incluyen calcopirita CuFeS2 (pirita de cobre), arsenopirita FeAsS (pirita de arsénico, también conocida como talheimita o mispikel), pirrotita Fe7S8 (pirita magnética, magnetopirita) yotros.
- Brillo. Este es el nombre que se le da a los sulfuros con brillo metálico y color de gris a negro. Ejemplos típicos de tales minerales son galena PbS (brillo de plomo), calcocita Cu2S (brillo de cobre), molibdenita MoS2, antimonita Sb2S3 (brillo de antimonio).
- Falsificaciones. Este es el nombre de los minerales del grupo de los sulfuros, caracterizados por un brillo no metálico. Ejemplos típicos de estos sulfuros son la esfalerita ZnS (blenda de zinc) o el cinabrio HgS (mezcla de mercurio). También se conocen el rejalgar As4S4 - blenda roja de arsénico y oropimente As2S3 - blenda de arsénico amarillo.
Diferencias en las características químicas
Una clasificación más moderna se basa en las características de la composición química e incluye las siguientes subclases:
- Los sulfuros simples son compuestos de un ion metálico (catión) y azufre (anión). Ejemplos de tales minerales incluyen galena, esfalerita y cinabrio. Todos son derivados simples del sulfuro de hidrógeno.
- Los sulfuros dobles difieren en que varios (dos o más) cationes metálicos se unen con el anión azufre. Estos son calcopirita, bornita ("mineral de cobre abigarrado") Cu5FeS4, estanina (pirita de estaño) Cu2FeSnS4 y otros compuestos similares.
- Los disulfuros son compuestos en los que los cationes están unidos al grupo aniónico S2 o AsS. Estos incluyen minerales del grupo de sulfuros y arseniuros (sulfoarseniuros), como pirita,el más común, pirita o arsenopirita de arsénico. También se incluye en esta subclase el cob altino CoAsS.
- Sulfuros complejos o sulfosales. Este es el nombre de los minerales del grupo de los sulfuros, arseniuros y compuestos cercanos a ellos en composición y propiedades, que son sales de tioácidos, como el tiomarsénico H3AsS 3, tiobismuto H3BiS3 o tioantimonio H3SbS 3. Por lo tanto, la subclase de sulfosales (tiosales) incluye el mineral lillianita Pb3Bi2S6 o el llamado Fahlore Cu3(Sb, As)S3.
Características morfológicas
Los sulfuros y disulfuros pueden formar cristales grandes: cúbicos (galena), prismáticos (antimonita), en forma de tetraedros (esfalerita) y otras configuraciones. También forman agregados cristalinos granulares densos o fenocristales. Los sulfuros con estructura estratificada tienen cristales tabulares o foliados aplanados, como el oropimente o la molibdenita.
La escisión de los sulfuros puede ser diferente. Varía desde muy imperfecto en pirita e imperfecto en calcopirita hasta muy perfecto en una (oropimente) o varias (esfalerita, galena) direcciones. El tipo de fractura tampoco es el mismo para diferentes minerales.
Génesis de los minerales sulfurados
La mayoría de los sulfuros se forman por cristalización a partir de soluciones hidrotermales. A veces los minerales de este grupo tienen un magmáticoo skarn (metasomático), y también puede formarse durante procesos exógenos, en condiciones reductoras en zonas de enriquecimiento secundario, en algunos casos en rocas sedimentarias, como pirita o esfalerita.
En condiciones superficiales, todos los sulfuros, excepto el cinabrio, la laurita (sulfuro de rutenio) y la esperrilita (arseniuro de platino), son muy inestables y están sujetos a la oxidación, lo que conduce a la formación de sulfatos. El resultado de los procesos de cambio de sulfuros son tipos de minerales como óxidos, haluros, carbonatos. Además, debido a su descomposición, es posible la formación de metales nativos: plata o cobre.
Características de ocurrencia
Los sulfuros son minerales que forman acumulaciones de diferente naturaleza según su relación con otros minerales. Si predominan los sulfuros sobre ellos, se acostumbra hablar de minerales sulfurados masivos o continuos. De lo contrario, los minerales se denominan diseminados o veteado.
Muy a menudo los sulfuros se depositan juntos, formando depósitos de minerales polimetálicos. Tales, por ejemplo, son minerales de sulfuro de cobre-zinc-plomo. Además, diferentes sulfuros de un metal a menudo forman sus depósitos complejos. Por ejemplo, la calcopirita, la cuprita y la bornita son minerales que contienen cobre y se encuentran juntos.
La mayoría de las veces, los cuerpos minerales de los depósitos de sulfuro tienen forma de vetas. Pero también hay formas de ocurrencia lenticulares, de stock y de reservorio.
Uso de sulfuros
Los minerales de sulfuro son extremadamente importantes como fuente demetales raros, preciosos y no ferrosos. El cobre, la plata, el zinc, el plomo y el molibdeno se obtienen a partir de sulfuros. De estos minerales también se extraen bismuto, cob alto, níquel, así como mercurio, cadmio, renio y otros elementos raros.
Además, algunos sulfuros se utilizan en la producción de pinturas (cinabrio, oropimente) y en la industria química (pirita, marcasita, pirrotita - para la producción de ácido sulfúrico). La molibdenita, además de ser utilizada como mineral, se utiliza como lubricante especial resistente al calor seco.
Los sulfuros son minerales de interés por sus propiedades electrofísicas. Sin embargo, para las necesidades de la tecnología de semiconductores, electro-óptica, óptica infrarroja, no se utilizan compuestos naturales, sino sus análogos cultivados artificialmente en forma de monocristales.
Otra área donde los sulfuros encuentran aplicación es la datación geocronológica de radioisótopos de ciertas rocas minerales utilizando el método de samario-neodimio. Dichos estudios utilizan calcopirita, pentlandita y otros minerales que contienen elementos de tierras raras: neodimio y samario.
Estos ejemplos muestran que el alcance de los sulfuros es muy amplio. Desempeñan un papel esencial en diversas tecnologías, tanto como materias primas como materiales independientes.
