El Óxido

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A continuación se examinará el significado.

¿Cómo se define? Concepto de óxido

Véase la definición de óxido en el diccionario.

Óxidos e Hidróxidos Naturales

El agua y el hielo pueden considerarse óxidos, pero sus propiedades fisicoquímicas y su abundancia en la superficie terrestre justifican que se estudien por separado. Los minerales de óxido de silicio (sílice), muy próximos a los silicatos en cuanto a estructura e importancia geoquímica, no se tratarán aquí. Por último, la espinela, un óxido doble con propiedades especiales, sobre todo magnéticas, es objeto de un artículo especial.

Óxidos anhidros simples y óxidos anhidros complejos
Los compuestos complejos del tipo XYO3, XY2O4… se incluyen entre los óxidos porque no tienen un grupo YO3, Y2O4… distinto. suficientemente alejados de X para que puedan asimilarse a los oxisales (cromatos, aluminatos, manganatos, titanatos, niobatos, tantalatos, uranatos…), como hacen a menudo los químicos (cf. MANGANESO, ESPINELAS, TANTALIO Y NIOBIO, TITANIO, URANIO). La extrema compacidad estructural de muchos óxidos tiene importantes consecuencias para sus propiedades físicas, las principales de las cuales se enumeran en la tabla. La mayoría de los compuestos metálicos presentan una densidad y una dureza elevadas, una baja solubilidad, son generalmente opacos, a veces con colores brillantes, y tienen una elevada reflectividad.

De los doscientos óxidos que se encuentran en la naturaleza, una veintena están muy extendidos y tienen una gran importancia económica.

Grupo de la cuprita
La cuprita Cu2O es cúbica con grupo espacial P n3m y el parámetro de celda unitaria es a0 = 0,427 nm. La figura a muestra su estructura: cada átomo de oxígeno está rodeado por cuatro átomos de cobre dispuestos en la parte superior de un tetraedro regular; la coordinación del cobre con respecto al oxígeno es 2. La cuprita es de color rojo y se presenta generalmente en octaedros {111}, más raramente en cubos {100}, dodecaedros romboidales {110} y en cristales aciculares o filiformes (variedad “chalcotrichita”). Es un mineral supergénico formado a expensas de sulfuros primarios o de calcosina de cementación por oxidación. Son frecuentes las inclusiones de cobre nativo en la cuprita. Su pseudomorfosis en malaquita Cu2CO3(OH)2 es frecuente. Es un mineral bastante extendido.

Grupo de la cincita
La zinccita ZnO cristaliza en el hemiedro piramidal hexagonal (grupo espacial P 63mc), siendo los parámetros de la celda unidad a0 = 0,325 nm, c0 = 0,521 nm. La estructura es del mismo tipo que la würzita (ZnS), con los átomos de oxígeno formando un conjunto hexagonal compacto y los átomos de zinc ocupando la mitad de los sitios tetraédricos. La coordinación de los átomos de cinc es, por tanto, 4. De color amarillo anaranjado a rojo oscuro, la zincita rara vez se presenta en forma de cristales, sino más bien como masas compactas, a menudo laminadas. La variedad manganesífera es más conocida en el yacimiento de Franklin (Nueva Jersey, EE.UU.), donde está asociada con la willemita Zn2SiO4 y la franklinita (Zn,Mn)Fe2O4 en calizas metamórficas.

Grupo de la tenorita
La tenorita o melaconita CuO es más rara que la cuprita en la zona de oxidación de los yacimientos. Es un mineral monoclínico negro con un grupo espacial C 2/c. La característica esencial de su estructura es la siguiente: cada átomo de cobre está rodeado inmediatamente por cuatro átomos de oxígeno situados muy aproximadamente en el mismo plano, en los vértices de un cuadrado.

Grupo de la periclasa
La periclasa MgO es un mineral holoédrico cúbico con grupo espacial F m3m y una estructura de tipo “sal gema”, en la que el magnesio ocupa los sitios del sodio y el oxígeno los del cloro. El parámetro de la celda unitaria es a0 = 0,421 nm. Este mineral se encuentra en cubos, octaedros o granos en calizas y dolomías metamórficas.

La manganosita MnO y la bunsenita NiO son isotipos de la periclasa, pero son más raros. La manganosita, en particular, se oxida para dar braunita, un sesquióxido negro que permite grandes sustituciones de manganeso por silicio (3 Mn2O3,MnSiO3).

Grupo de la espinela
El grupo de la espinela está formado por óxidos dobles con la fórmula general MO. M′2O3 o MM′2O4. El metal divalente M puede ser Mg2+, Fe2+, Zn2+, Mn2+, y el metal trivalente M′ puede ser Al3+, Fe3+, Mn3+, Cr3+. Existe una gran variedad de composición en la naturaleza y la mayoría de los representantes de este grupo se han preparado sintéticamente. Estos minerales son cúbicos, con grupo espacial F d3m y, en el caso del MgAl2O4 (espinela propiamente dicha), parámetro a0 = 0,809 nm, con 8 moles por celda. Estructuralmente, los átomos de oxígeno forman un conjunto cúbico centrado en la cara muy aproximado. En la espinela MgAl2O4, los átomos de magnesio se sitúan en un octavo de los sitios tetraédricos y los átomos de aluminio en la mitad de los sitios octaédricos. Entre los minerales más comunes de este grupo en la naturaleza se encuentran la magnetita Fe2+Fe3+2O4, las titanomagnetitas (soluciones sólidas entre magnetita y ulvospinela Fe2+2Ti4+O4), la cromita Fe2+Cr23+O4, las cromospinelas (Mg,Fe2+)(Cr,Al,Fe3+)2O4 y la franklinita.

La haussmannita Mn2+Mn3+2O4, aunque tiene simetría cuadrática, posee una estructura similar a la de la espinela.

El crisoberilo BeAl2O4, que es ortorrómbico con grupo espacial P bnm y tiene una fórmula similar a la de la espinela, tiene una estructura diferente. El análisis radiocristalográfico mostró que la distribución de los iones en la red es idéntica a la de la forsterita (Mg2SiO4). Los iones O2- forman un conjunto hexagonal compacto; los iones Be2+, como los iones Si4+ en la forsterita, están rodeados por cuatro iones O2- y los iones Al3+ por seis iones O2-. El crisoberilo es generalmente de color amarillo, pero la variedad cromífera “alejandrita” es de color verde esmeralda y se utiliza como piedra preciosa (dureza Mohs 8,5). Este mineral se presenta en cristales generalmente tabulares, a veces pseudohexagonales, en pegmatitas, sobre todo en yacimientos de Minas Gerais (Brasil), donde se asocia con el topacio, el cuarzo, la espinela y la turmalina, y en placeres de Sri Lanka y Madagascar.

Grupo del corindón, la hematites y la ilmenita
Los minerales de este grupo cristalizan en el sistema romboédrico y tienen una estructura similar a la del corindón αAl2O3 (grupo espacial R 3̄c). Esta estructura puede describirse considerando la red de oxígenos. Prácticamente forman un conjunto hexagonal compacto, con los aluminios ocupando dos sitios octaédricos de tres. Si consideramos los planos (0001) de este ensamblaje, los oxígenos se distribuyen en triángulos caracterizados por la distancia O-O = 0,25 nm. Estos triángulos forman el plano de simetría de una bipirámide triangular de Al2O3, cuyos vértices opuestos son dos aluminios simétricos (Al-O = 0,193 nm). La figura b muestra la estructura compuesta por grupos de Al2O3 situados en los vértices de los dos romboedros {404̄1} que forman la malla elemental.

El corindón αAl2O3 se presenta en forma de cristales columnares o tabulares bastante bien formados, combinaciones de las formas {112̄0}, {224̄3}, {101̄1} y {0001}. De gran dureza (9 en la escala de Mohs), se utiliza como gema (zafiro azul, rubí rojo) y como abrasivo (esmeril). Mineral de alta temperatura, se encuentra en rocas cristalinas ricas en alúmina y pobres en sílice, como las sienitas, anortositas y pegmatitas sieníticas (Ontario), en rocas resultantes del metamorfismo de sedimentos ricos en alúmina, como las bauxitas (Samos y Naxos en Grecia), y en depósitos detríticos aluviales.

La hematites u oligisto αFe2O3 es un isotipo del corindón y se encuentra a menudo en cristales aplanados (0001), a veces dispuestos en rosetas, con un lustre metálico bastante brillante (hematites especular). Las láminas o escamas muy finas (hematites “micácea”) son rojas; las más gruesas son azul oscuro. La hematites, de pureza variable, puede formar concreciones terrosas (ocre rojo), fibrosas, arriñonadas u oolíticas. Es antiferromagnética, pero presenta un ferromagnetismo débil en el plano (0001). Puede formarse en una gama bastante amplia de presiones y temperaturas (cuanto más baja es la temperatura, más planos son los cristales) y está muy extendida en un gran número de rocas, sobre todo como mineral accesorio en rocas plutónicas ácidas o neutras, como producto de sublimación de ciertas lavas y como resultado del metamorfismo de contacto y, en climas secos, en la zona de oxidación de depósitos metalíferos y en suelos y sedimentos, a los que tiñe de rojo. La hematites es uno de los principales minerales de hierro. Se presenta naturalmente en la fase inestable γFe2O3 o maghemita, que tiene una estructura de tipo espinela (red lacunar) y es ferrimagnética.

La ilmenita Fe2+TiO3, con grupo espacial R3, es también un isotipo del corindón, pero los átomos de aluminio se sustituyen alternativamente por Ti4+ y Fe2+, dando lugar a un hemiedro centrado. El hábito de los cristales es el mismo que el de la hematites.

La ilmenita es un mineral accesorio común en muchas rocas ígneas, que también se encuentra en yacimientos asociados principalmente a gabros, noritas y anortositas (yacimientos de Egersund en Noruega). Entre las rocas metamórficas, aparece sobre todo en rocas de facies “granulítica”, como las charnockitas; también se encuentra en arenas de playa detríticas (Florida e India). La ilmenita es uno de los principales constituyentes de las rocas lunares traídas del Mar de la Tranquilidad por la misión Apolo-11. Es el principal mineral de titanio del planeta. Es la principal mena de titanio.

La geikielita, un isotipo magnesiano de la ilmenita, forma soluciones sólidas con la ilmenita con una composición de xMgTiO3-(1 – x)FeTiO3; es bastante rara, al igual que la pirofanita MnTiO3.

La pseudobrookita Fe3+2TiO5, con simetría ortorrómbica, es un producto de oxidación de la ilmenita, al igual que el leucoxeno (mezcla de rutilo, brookita y óxidos de hierro).

Grupo de la perovskita
La perovskita CaTiO3, grupo espacial P m3m, tiene una estructura cristalina que se muestra en la figura c: el centro de la red cúbica está ocupado por el calcio, los vértices por el titanio y el centro de las aristas por el oxígeno; el titanio es, por tanto, hexacoordinado, mientras que el calcio está rodeado por doce oxígenos. Los elementos de la serie de los lantánidos pueden sustituir parcialmente al calcio (knopita), el niobio al titanio (disanalita) y, a veces, ambos tipos de sustitución pueden producirse simultáneamente (loparita). El calcio también puede ser sustituido en pequeñas proporciones por U4+ y Th4+ (betafita U(Nb2Ti)O9). La perovskita aparece como elemento accesorio en rocas ígneas básicas y alcalinas, en asociación con la melilita y la nefelina; también se encuentra en calizas metamórficas, a menudo en cristales finos.

Grupo del rutilo
El TiO2 rutilo cristaliza en el sistema cuadrático (grupo espacial P42/mnm). La estructura se muestra en la figura d: los titanios se sitúan en los vértices y en el centro de la red; los oxígenos se sitúan de dos en dos en dos diagonales de las dos caras cuadradas opuestas y en la diagonal no paralela a las dos anteriores en el plano que contiene el ion Ti4+ en el centro de la red; cada titanio está rodeado por seis oxígenos dispuestos en el vértice de un octaedro; estos octaedros con dos aristas comunes forman cadenas a lo largo del eje c. Los cristales, de color negro o rojo parduzco, presentan una facies prismática o acicular (como en el caso de las inclusiones en el cuarzo) y frecuentes maclas “en forma de rodilla” (011). El rutilo es un mineral accesorio de las rocas ígneas (sienitas, más raramente granitos) y metamórficas, a veces presente en los sedimentos.

La brookita es un polimorfo ortorrómbico del rutilo, formado por cadenas de octaedros con tres aristas en común, al igual que la anatasa cuadrática, donde los octaedros tienen cuatro aristas en común. Mientras que el rutilo es estable a alta temperatura y alta presión, la brookita y la anatasa sólo lo son a baja temperatura. En el grupo del rutilo se pueden clasificar dos familias de minerales: la serie del “rutilo” (Ti4+3O6), con un término medio entre estos tres minerales, la estruverita; la serie de la tantalita-columbita (o niobita), con la misma composición química pero una estructura de “brookita”, minerales de niobio y tantalio que se encuentran generalmente en vetas pegmatíticas estanníferas y a los que puede añadirse la euxenita, rica en titanio, uranio y tierras raras. Varios otros compuestos de niobio y tántalo, cuadráticos (fergusonita, rica en tierras raras) u ortorrómbicos (samarskita, que contiene U y sobre todo Y), pueden incluirse en este grupo.

La casiterita SnO2 y la polianita MnO2 son isotipos del rutilo. Los cristales marrones o negros de la casiterita se maceran según (O11), pero son más achaparrados que los del rutilo (“pico de estaño”). Fuente esencial de estaño, la casiterita se encuentra en rocas eruptivas ácidas, junto con minerales hidrotermales, así como en yacimientos aluviales como los de Malasia. La polianita, de color gris a negruzco, es la forma cuadrática de la pirolusita, la principal mena de manganeso, de la que también se conoce una variedad ortorrómbica (ramsdellita, una pseudomorfosis de la manganita) y que también se encuentra en dendritas de diversas rocas sedimentarias, a menudo asociada a psilomelanos. Otros dos bióxidos bastante raros pertenecen al grupo del rutilo: la plattnerita PbO2, con estructura de “rutilo”, y la baddeleyita ZrO2, con grupo espacial P 21/c.

Grupo de la uraninita
La uraninita cúbica UO2 (F m3m) tiene una estructura de tipo fluorita (F2Ca), con el oxígeno ocupando los sitios de flúor y el uranio los de calcio. Las masas compactas de pureza variable (pechblenda) son más frecuentes que los cristales. La torianita ThO2 es su isotipo. Estos minerales son negros y muy densos (10,3 a 10,6); las muestras oxidadas dan productos amarillos y anaranjados, como la gummita UO3,nH2O. Sufren una disociación metamórfica. Se encuentran en pegmatitas graníticas y sieníticas y en yacimientos hidrotermales donde se asocian en particular a los arseniuros de níquel y de cobalto.

Grupo de los pirocloros
Los minerales del grupo de los pirocloros, tienen una estructura derivada de la de la fluorita. El pirocloro, de color marrón-negro, contiene más niobio que tántalo; en la microlita, de color marrón-amarillo, ocurre lo contrario; la koppita, de color marrón, tiene un alto contenido en hierro.

Grupo de la senarmontita
La senarmontita Sb2O3, cúbica (F d3m), tiene una estructura molecular en la que las moléculas están polimerizadas en forma de Sb4O6 con simetría tetraédrica. En estas moléculas, los seis oxígenos forman un octaedro y las moléculas de antimonio están situadas fuera del octaedro en las perpendiculares al centro de sus cuatro caras tetraédricas; cada molécula de antimonio forma una pirámide con tres oxígenos; las moléculas de Sb4O6 están dispuestas en la red unitaria como el carbono en el diamante, siendo la distancia entre los oxígenos de dos moléculas vecinas de 0,28 nm. Los raros cristales incoloros o blancos tienen forma de octaedro {111}. La senarmontita se presenta principalmente en masas granulares, sobre todo en la zona de oxidación de los yacimientos de estibina (Sb2S3). La arsenolita As2O3, más rara, es un isotipo de la senarmontita.

Hidróxidos
La estructura en láminas de los hidróxidos se explica principalmente por la naturaleza del ion (OH)-, que está fuertemente unido al catión por un lado (enlace iónico dominante) y débilmente unido a los hidroxilos vecinos por el otro (enlace de hidrógeno o Van der Waals).

En la naturaleza, los hidróxidos (unas quince especies) se forman a temperaturas más bajas que la mayoría de los óxidos anhidros. Son esencialmente minerales secundarios, formados durante la oxidación de otros minerales y, sobre todo, durante la hidrólisis de rocas cristalinas, la mayoría de las veces en compañía de minerales arcillosos con los que presentan sorprendentes similitudes en cuanto a sus facies y propiedades, de ahí que se estudien con métodos similares.

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

Grupo de la brucita y la gibbsita
La brucita Mg(OH)2, un romboedro con grupo espacial P 3̄ml, tiene una estructura laminar típica. Los iones hidroxilo (OH)- forman un conjunto hexagonal compacto, y los iones Mg2+ ocupan los sitios octaédricos. La figura a muestra la proyección de la estructura sobre el plano (0001). Los cristales tienen forma de tableta y son de color blanco o verdoso. Es el producto de alteración de la periclasa en las dolomías metamórficas; la brucita también se encuentra en las serpentinitas. Su isotipo es la pirocroíta Mn(OH)2.

La gibbsita o hidragilita γAl(OH)3, monoclínica con grupo espacial P 21/n, tiene una estructura similar a la de la brucita. La figura b muestra la proyección de la estructura sobre el plano (001): se observa que los iones Al3+ ocupan dos tercios de los sitios octaédricos en el conjunto compacto de hidroxilos. Los cristales son pastillas hexagonales blancas, generalmente de tamaño muy pequeño. Es uno de los principales constituyentes de las bauxitas y lateritas; también se encuentra en rocas sometidas a alteración en climas tropicales, así como en diversos suelos.

Grupo de la diaspora y la boehmita
La diáspora αAlO(OH), ortorrómbica del grupo espacial P bnm, se caracteriza estructuralmente por un ensamblaje hexagonal compacto de iones de oxígeno, estando los iones de aluminio situados en los sitios octaédricos y los protones de hidrógeno entre los pares de iones de oxígeno (enlaces de hidrógeno). La figura c muestra esta estructura en forma de octaedros de Pauling (con centros de aluminio y ápices de oxígeno) (las líneas dobles indican los enlaces de hidrógeno). Los cristales son tabulares y de color blanco. Cuando se deshidrata a unos 450°C, la diaspora da corindón, mineral al que a veces acompaña en las calizas metamórficas; también es un constituyente de las bauxitas y lateritas.

Los isotipos de diaspora incluyen la goethita αFeO(OH) y la manganita (o aceresis) MnO(OH). La goethita, generalmente en agregados fibrosos o concrecionados de color amarillo a rojizo, se forma en la zona de oxidación de los yacimientos de sulfuros y es la fase esencial de los “casquetes de hierro” y de los yacimientos sedimentarios de hierro. También se encuentra en los suelos. Cuando se deshidrata, da hematites (alrededor de 300 0C). La manganita se presenta en forma de cristales prismáticos de color negro a gris acero con brillo submetálico, generalmente en vetas o pequeñas venas que atraviesan rocas eruptivas. Es un mineral de manganeso.

La boehmita γAlO(OH) es ortorrómbica, con una estructura cuya figura d representa la secuencia de octaedros de Pauling. Es un constituyente importante de ciertas bauxitas, en particular de las kársticas, donde se cree que se formó por deshidratación parcial de la gibbsita. En cambio, es mucho más rara que la gibbsita en los suelos, donde su génesis parece requerir condiciones físico-químicas muy específicas. La lepidocrocita γFeO(OH), isotipo de la boehmita, es frecuente en los yacimientos de hierro y da maghemita por deshidratación.

La limonita es una mezcla en la que predominan la goethita, las arcillas y diversos óxidos más o menos bien cristalizados; forma masas concrecionadas, terrosas o mameloníticas, a menudo fibrosas, de color marrón a amarillento (ocre amarillo), resultantes de la hidratación de la hematites. También se han descrito hidróxidos coloidales de pureza variable (por ejemplo, estilpnosiderita Fe2O3,nH2O).

Grupo de los psilomelanos
Este grupo de minerales incluye varios hidróxidos de manganeso (calcofanita, romanéchita o psilomelano propiamente dicho) y óxidos (criptomelano, hollandita, coronadita) de composición compleja, que pueden contener diversos cationes (potasio, litio, bario, plomo, cinc, cobalto, níquel) y se presentan aislados o asociados entre sí y con polianita (“wad”), a menudo con hábito criptocristalino masivo o dendrítico. Se encuentran principalmente en la zona de oxidación de los yacimientos de manganeso y en los depósitos sedimentarios manganíferos; el criptomelano, en particular, abunda en los “nódulos de manganeso” de los fondos marinos.

Revisor de hechos: EJ

Características de óxido

Recursos

Traducción de óxido

Inglés: Oxide
Francés: Oxyde
Alemán: Oxid
Italiano: Ossido
Portugués: óxido
Polaco: Tlenek

Tesauro de óxido

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Véase También

• Prestación de servicios

• Servicio de asistencia en tierra

• Bióxido de titanio
• Dióxido de titanio
• óxido de calcio
• óxido de carbono
• óxido nítrico
• Peróxido
• Agua oxigenada

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