Perovskita (pronunciación: / p ə r ɒ v s k aɪ t / ) es un de calcio de titanio mineral de óxido compuesta de titanato de calcio (fórmula química Ca Ti O
3). Su nombre también se aplica a la clase de compuestos que tienen el mismo tipo de estructura cristalina que CaTiO.
3( XII A 2+ VI B 4+ X 2− 3 ), conocida como estructura de perovskita . [5] Se pueden incrustar muchos cationes diferentes en esta estructura, lo que permite el desarrollo de diversos materiales de ingeniería. [6]
Perovskita | |
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General | |
Categoría | Minerales de óxido |
Fórmula (unidad de repetición) | CATIO 3 |
Clasificación de Strunz | 4.CC.30 |
Sistema de cristal | Ortorrómbico |
Clase de cristal | Dipiramidal (mmm) Símbolo HM : (2 / m 2 / m 2 / m) |
Grupo espacial | Pnma |
Identificación | |
Masa de fórmula | 135,96 g / mol |
Color | Negro, marrón rojizo, amarillo pálido, naranja amarillento |
Hábito de cristal | Pseudocúbico: los cristales muestran un contorno cúbico |
Hermanamiento | gemelos de penetración compleja |
Escote | [100] bueno, [010] bueno, [001] bueno |
Fractura | Concoidal |
Escala de Mohs de dureza | 5–5,5 |
Lustre | De adamantino a metálico; puede ser aburrido |
Racha | blanco grisáceo |
Diafanidad | Transparente a opaco |
Gravedad específica | 3,98–4,26 |
Propiedades ópticas | Biaxial (+) |
Índice de refracción | n α = 2,3, n β = 2,34, n γ = 2,38 |
Otras características | no radiactivo, no magnético |
Referencias | [1] [2] [3] [4] |
Historia
El mineral fue descubierto en los Montes Urales de Rusia por Gustav Rose en 1839 y lleva el nombre del mineralogista ruso Lev Perovski (1792-1856). [2] La notable estructura cristalina de la perovskita fue descrita por primera vez por Victor Goldschmidt en 1926 en su trabajo sobre factores de tolerancia. [7] La estructura cristalina se publicó más tarde en 1945 a partir de datos de difracción de rayos X sobre titanato de bario por Helen Dick Megaw . [8]
Ocurrencia
Encontrado en el manto de la Tierra , la presencia de perovskita en el macizo de Khibina está restringida a las rocas ultramáficas sub-saturadas de sílice y foidolitas , debido a la inestabilidad en una paragénesis con feldespato . Perovskita se presenta como pequeños anhedral a cristales subhedral llenado intersticios entre los silicatos en forma de roca. [9]
La perovskita se encuentra en skarns de carbonato de contacto en Magnet Cove , Arkansas , en bloques alterados de piedra caliza expulsada del Monte Vesubio , en esquisto de clorita y talco en los Urales y Suiza , [10] y como mineral accesorio en rocas ígneas alcalinas y máficas , nefelina sienita , melilitita, kimberlitas y carbonatitas raras . La perovskita es un mineral común en las inclusiones ricas en Ca-Al que se encuentran en algunos meteoritos condríticos . [3]
Una variedad knopita de tierras raras con la fórmula química (Ca, Ce, Na) (Ti, Fe) O
3se encuentra en rocas intrusivas alcalinas en la península de Kola y cerca de Alnö , Suecia . En la carbonatita, cerca de Schelingen, Kaiserstuhl , Alemania , se encuentra un disanalito de variedad portadora de niobio . [10] [11]
En estrellas y enanas marrones
En las estrellas y las enanas marrones, la formación de granos de perovskita es responsable del agotamiento del óxido de titanio en la fotosfera . Las estrellas con una temperatura baja tienen bandas dominantes de TiO en su espectro ; a medida que la temperatura desciende para las estrellas y las enanas marrones con una masa aún menor, se forma CaTiO 3 y a temperaturas inferiores a 2000 K, el TiO es indetectable. La presencia de TiO se utiliza para definir la transición entre las estrellas enanas M frías y las enanas L más frías . [12] [13]
Características especiales
La estabilidad de la perovskita en rocas ígneas está limitada por su relación de reacción con la esfena . En las rocas volcánicas, la perovskita y la esfena no se encuentran juntas, siendo la única excepción una etindita de Camerún . [14]
Propiedades físicas
Las perovskitas tienen una estructura casi cúbica con la fórmula general ABO
3. En esta estructura, el ion del sitio A, en el centro de la red, suele ser un elemento alcalinotérreo o de tierras raras . Los iones del sitio B, en las esquinas de la celosía, son elementos de metal de transición 3d, 4d y 5d . Una gran cantidad de elementos metálicos son estables en la estructura de perovskita si el factor de tolerancia de Goldschmidt está en el rango de 0,75 a 1,0 [15]
donde R A , R B y R O son los radios iónicos de los elementos del sitio A y B y el oxígeno, respectivamente.
Las perovskitas tienen un brillo submetálico a metálico , una veta incolora y una estructura en forma de cubo junto con una división imperfecta y una tenacidad frágil. Los colores incluyen negro, marrón, gris, naranja a amarillo. Los cristales de perovskita pueden parecer tener la forma de cristal cúbico , pero a menudo son pseudocúbicos y en realidad cristalizan en el sistema ortorrómbico , como es el caso de CaTiO.
3( El titanato de estroncio , con el catión de estroncio más grande en el sitio A, es cúbico). Los cristales de perovskita se han confundido con galena ; sin embargo, la galena tiene un mejor brillo metálico, una mayor densidad, una escisión perfecta y una verdadera simetría cúbica. [dieciséis]
Aplicaciones
Una célula solar de perovskita (PSC) [17] es un tipo de célula solar que incluye un compuesto con estructura de perovskita , más comúnmente un material híbrido orgánico-inorgánico a base de plomo o haluro de estaño , como capa activa captadora de luz. [18] Los materiales de perovskita, como los haluros de plomo de metilamonio y los haluros de plomo de cesio totalmente inorgánicos, son baratos de producir y fáciles de fabricar.
Ver también
- Post-perovskita
- Perovskita de silicato
Referencias
- ^ Prehnit (prehnita) . Mineralienatlas.de
- ^ a b Perovskita . Webmineral
- ^ a b Anthony, John W .; Bideaux, Richard A .; Bladh, Kenneth W. y Nichols, Monte C. (Eds.) Perovskite . Manual de Mineralogía . Sociedad Mineralógica de América, Chantilly, VA.
- ^ Inoue, Naoki y Zou, Yanhui (2006) Propiedades físicas del conductor iónico de litio de tipo perovskita . Ch. 8 en Takashi Sakuma y Haruyuki Takahashi (Eds.) Física de los iónicos de estado sólido . págs. 247–269 ISBN 978-81-308-0070-7 .
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- ^ Laurel Hamers (26 de julio de 2017). "Las perovskitas potencian la industria solar" . Sciencenews.org . Consultado el 15 de agosto de 2017 .
enlaces externos
- . Encyclopædia Britannica (11ª ed.). 1911.