Perovskita (estructura)
- Este artícul tracta sobre els composts sintètics; per al mineral vore perovskita.
Una perovskita és qualsevol material que tinga el mateix tipo d'estructura cristalina que el titanato de calcio (CaTiO3), coneguda com a estructura de perovskita, o XIIA2+VIB4+X2−3 en l'oxigen dispost en els centres de les cares.[2]
Les perovskitas prenen el seu nom del mineral homònim, perovskita, que va ser descobert per primera volta en 1839 en els monts Urales per Gustav Rose i que es va nomenar en reconeiximent del mineralogista rus L. A. Perovski (1792–1856). La fòrmula química general dels composts de perovskita és ABX3, a on 'A' i 'B' són dos cationes de tamanys molt diferents i 'X' és un anión unit a abdós. Els àtoms 'A' sò més grans que els àtoms 'B'. L'estructura de simetria cúbica ideal té el catión 'B' en coordinació 6 voltes, rodejat per un octaedre de aniones, i el catión 'A' en coordinació cuboctaédrica de 12 voltes. Els requeriments de tamanys relatius dels ions per a que l'estructura cúbica siga estable són prou rigorosos, per lo que un llauger abombamiento i/o distorsió poden produir vàries versions distorsionades en simetria inferiors, en les que es reduïxen els número dels cationes 'A', dels cationes 'B' o d'abdós.
Els composts naturals en esta estructura són la perovskita, la loparita i la bridgmanita de perovskita de silicat.[2][3]
Estructura
[editar | editar còdic]
L'estructura de perovskita és adoptada per molts òxits que tenen la fòrmula química ABO3.
En la cela unitària cúbica idealizada de tal compost, l'àtom del tipo 'A' se situa en les posicions de cantó de la gaveta (0, 0, 0), l'àtom del tipo 'B' se situa en la posició central del cos (½, ½, ½) i els àtoms d'oxigen se situen en les posicions centrades en la cara (1/2, 1/2, 0). (El diagrama mostra les vores d'una cela unitària equivalent en A en el centre del cos, B en els cantons i O en la vora mija).
Els requeriments de tamanys relatius dels ions per a l'estabilitat de l'estructura cúbica són prou rigorosos, per lo que un llauger abollamiento i distorsió pot produir vàries versions distorsionades en simetria inferior, en les que es reduïxen els número dels cationes A, dels cationes B o d'abdós. L'inclinament de l'octaedre BO6 reduïx la coordinació d'un catión A des de 12 fins a 8. A l'inversa, el descentrado d'un catión més menut B en el seu octaedre li permet alcançar un patró d'enllaç estable. El dipol elèctric resultant és responsable de la propietat de la ferroelectricidad i es mostra en perovskitas tals com el BaTiO3 que distorsionen d'esta manera.
Les fases ortorrómbica i tetragonal són les variants no cúbiques més comunes.
Les estructures de perovskita complexes tenen dos cationes 'B' diferents. Açò dona lloc a la possibilitat de variants ordenades i desordenades.
Ocurrències més freqüents
[editar | editar còdic]El mineral més comú en la Terra és la bridgmanita, un silicat ric en magnesi que adopta l'estructura de perovskita a alta pressió. En els minerals que contenen sílice dominant, a mida que aumenta la pressió, les unitats tetraèdriques de SiO44− es tornen inestables en comparació a les unitats octaèdriques de SiO68−. En les condicions de pressió i temperatura del mant inferior, el material més abundant és un mineral d'estructura de perovskita de fòrmula (Mg,Fe)SiO3, sent el segon material més abundant un òxit d'estructura similar a la halita (Mg, Fe)O, periclasa.[2]
En les condicions d'alta pressió del mant inferior de la Terra, l'enstatita de piroxeno, MgSiO3, es transforma en un polimorfo més dens en estructura de perovskita; esta fase pot ser el mineral més comú en la Terra.[4] Esta fase té l'estructura de perovskita ortorrómbicamente distorsionada (estructura de tipo GdFeO3) que és estable a pressions de 24 GPa a 110 GPa. No obstant, no pot ser transportat des de les profunditats de varis centenars de quilómetros fins a la superfície de la Terra sense transformar-se de nou en materials menys densos. A majors pressions, la perovskita de MgSiO3 es transforma en post-perovskita.
Un atre mineral molt freqüent en el mant, i recentment trobat en l'interior d'un diameante, és la perovskita de CaSiO3. [5]
Encara que els composts de perovskita més comuns contenen oxigen, hi ha alguns que es formen sense oxigen, sent ben conegudes les perovskitas de flúor, com NaMgF3. Una gran família de composts de perovskitas metàliques pot representar-se per mig de RT3M (sent R= terra rara o un atre ió relativament gran; T= ió de metal de transició; i M= metaloides llaugers). Els metaloides ocupen els llocs 'B' coordinats octaédricamente en estos composts. RPd3B, RRh3B i CeRu3C són eixemples. El MgCNi3 és un compost de perovskita metàlic i ha rebut molta atenció per les seues propietats superconductoras. Un tipo encara més exòtic de perovskita està representat pels òxits auricos mixts de Cs i Rb, com el Cs3AuO, que tenen grans cationes de álcali en els llocs tradicionals dels "aniones", enllaçats als aniones O2− i Au−.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ A. Navrotsky. “Energetics and Crystal Chemical Systematics among Ilmenite, Lithium Niobate, and Perovskite Structures”. Chem. Mater. 10 (10). doi:.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 Minerals: Their Constitution and Origin, New York, NY: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-52958-7.
- ↑ Bridgemanite on Mindat.org
- ↑ John Lloyd. «What's the commonest material in the world», QI: The Book of General Ignorance, Faber & Faber. ISBN 0-571-23368-6.
- ↑ F. Nestola, N. Korolev, M. Kopylova, N. Rotiroti, D. G. Pearson, M. G. Pamato, M. Alvaro, L. Peruzzo, J. J. Gurney, A. E. Moore, J. Davidson. CaSiO3 perovskite in diamond indicates the recycling of oceanic crust into the lower mantle. Nature, 2018; 555 (7695): 237.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Perovskita (estructura)» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.