El sulfur d'hidrogen és un dels principals components volàtils del magma. Interaccionant activament amb els metalls, forma molts compostos. Els derivats del sulfur d'hidrogen estan representats a l'escorça terrestre per més de 200 minerals -sulfurs, que, al no formar roques, solen acompanyar certes roques, sent una font de matèries primeres valuoses. A continuació analitzarem les principals propietats dels sulfurs i els seus compostos propers, i també prestarem atenció a les àrees d'ús.
Característiques generals de composició i estructura
Més de 40 elements de la taula periòdica (generalment metalls) formen compostos amb sofre. De vegades, en comptes d'això, en aquests compostos hi ha arsènic, antimoni, seleni, bismut o tel·luri. En conseqüència, aquests minerals s'anomenen arsenurs, antimònurs, selenurs, bismutids i tel·lúrurs. Juntament amb els derivats del sulfur d'hidrogen, tots s'inclouen a la classe dels sulfurs a causa de la semblança de propietats.
La característica dels minerals d'aquesta classe és l'enllaç químic covalent, ambcomponent metàl·lic. Les estructures més comunes són la coordinació, l'illa (cluster), de vegades en capes o en cadena.
Propietats físiques dels sulfurs
Pràcticament tots els sulfurs es caracteritzen per una elevada gravetat específica. El valor de la duresa a l'escala de Mohs per als diferents membres del grup varia àmpliament i pot variar d'1 (molibdenita) a 6,5 (pirita). Tanmateix, la majoria dels sulfurs són força suaus.
Amb algunes excepcions, el cleofà és una espècie de blenda de zinc o esfalerita, els minerals d'aquesta classe són opacs, sovint foscos, de vegades brillants, la qual cosa serveix com a característica diagnòstica important (a més de brillantor). La reflectivitat pot anar de mitjana a alta.
La majoria dels sulfurs són minerals amb conductivitat elèctrica semiconductora.
Classificació tradicional
Malgrat la similitud de les propietats físiques bàsiques, els sulfurs, per descomptat, tenen diferències de diagnòstic extern, segons les quals es divideixen en tres tipus.
- Pirites. Aquest és el nom col·lectiu dels minerals del grup dels sulfurs, que tenen una brillantor metàl·lica i un color que té matisos de groc o groc. El representant més famós de la pirita és la pirita FeS2, també coneguda com a sofre o pirita de ferro. També inclouen calcopirita CuFeS2 (pirita de coure), arsenopirita FeAsS (pirita arsènica, també coneguda com talheimita o mispikel), pirrotita Fe7S8 (pirita magnètica, magnetopirita) i altres.
- Purpurina. Aquest és el nom que reben els sulfurs amb una brillantor metàl·lica i un color que va del gris al negre. Exemples típics d'aquests minerals són la galena PbS (llustre de plom), la calcocita Cu2S (la brillantor de coure), la molibdenita MoS2, l'antimonita Sb2S3 (brilla d'antimoni).
- Fals. Aquest és el nom dels minerals del grup dels sulfurs, caracteritzats per una brillantor no metàl·lica. Exemples típics d'aquests sulfurs són l'esfalerita ZnS (blenda de zinc) o el cinabri HgS (mescla de mercuri). També són coneguts els realgar As4S4 - blenda d'arsènic vermell i l'orpiment As2S3 - barreja d'arsènic groc.
Diferències en les característiques químiques
Una classificació més moderna es basa en les característiques de la composició química i inclou les subclasses següents:
- Els sulfurs simples són compostos d'un ió metàl·lic (catió) i sofre (anió). Alguns exemples d'aquests minerals inclouen la galena, l'esfalerita i el cinabri. Tots són derivats simples del sulfur d'hidrogen.
- Els sulfurs dobles es diferencien en què diversos (dos o més) cations metàl·lics s'uneixen a l'anió sofre. Aquests són calcopirita, bornite ("mineral de coure variat") Cu5FeS4, stannin (pirita d'estany) Cu2FeSnS4 i altres compostos similars.
- Els disulfurs són compostos en què els cations s'uneixen al grup aniònic S2 o AsS. Aquests inclouen minerals del grup dels sulfurs i arsenurs (sulfoarsenids), com la pirita,el més comú, o arsènic pirita arsenopirita. També s'inclou en aquesta subclasse CoAsS de cob altina.
- Sulfurs complexos o sulfosals. Aquest és el nom dels minerals del grup dels sulfurs, arsenids i compostos propers a ells en composició i propietats, que són sals de tioàcids, com el tiomarsènic H3AsS 3, tiobismut H3BiS3 o tioantimoni H3SbS 3. Així, la subclasse de sulfos alts (tiosals) inclou el mineral lillianita Pb3Bi2S6 o l'anomenat Fahlore Cu3(Sb, As)S3.
Característiques morfològiques
Els sulfurs i els disulfurs poden formar grans cristalls: cúbics (galena), prismàtics (antimonita), en forma de tetraedres (esfalerita) i altres configuracions. També formen agregats cristal·lins densos i granulars o fenocristalls. Els sulfurs amb una estructura en capes tenen cristalls tabulars o foliats aplanats, com ara orpiment o molibdenita.
La divisió dels sulfurs pot ser diferent. Varia des de molt imperfecte en pirita i imperfecte en calcopirita fins a molt perfecte en una (orpiment) o diverses (esfalerita, galena). El tipus de fractura tampoc és el mateix per a diferents minerals.
Gènesi de minerals sulfurs
La majoria de sulfurs es formen per cristal·lització a partir de solucions hidrotermals. De vegades els minerals d'aquest grup tenen un magmàtico d'origen skarn (metasomàtic), i també es pot formar durant processos exògens, en condicions reductores en zones d'enriquiment secundari, en alguns casos en roques sedimentàries, com la pirita o l'esfalerita.
En condicions superficials, tots els sulfurs, excepte el cinabri, la laurita (sulfur de ruteni) i l'esperilita (arsenur de platí), són molt inestables i subjectes a l'oxidació, la qual cosa condueix a la formació de sulfats. El resultat dels processos de canvi de sulfurs són tipus de minerals com òxids, halogenurs, carbonats. A més, a causa de la seva descomposició, és possible la formació de metalls natius: plata o coure.
Característiques de l'ocurrència
Els sulfurs són minerals que formen acumulacions de minerals de diferent naturalesa en funció de la seva relació amb altres minerals. Si els sulfurs hi predominen, s'acostuma a parlar de minerals de sulfurs massius o continus. En cas contrari, els minerals s'anomenen disseminats o veinlets.
Molt sovint els sulfurs es dipositen junts, formant dipòsits de minerals polimetàl·lics. Així, per exemple, són els minerals de sulfur de coure, zinc i plom. A més, els diferents sulfurs d'un metall sovint formen els seus complexos dipòsits. Per exemple, la calcopirita, la cuprita i la bornite són minerals que contenen coure que es troben junts.
Molt sovint, els cossos de mineral dels dipòsits de sulfurs tenen forma de vetes. Però també hi ha formes lenticulars, d'estoc i de reservori.
Ús de sulfurs
Els minerals de sulfur són extremadament importants com a font demetalls rars, preciosos i no fèrrics. A partir de sulfurs s'obtenen coure, plata, zinc, plom, molibdè. D'aquests minerals també s'extreuen bismut, cob alt, níquel, així com mercuri, cadmi, reni i altres elements rars.
A més d'això, alguns sulfurs s'utilitzen en la producció de pintures (cinabri, orpiment) i en la indústria química (pirita, marcasita, pirrotita - per a la producció d'àcid sulfúric). La molibdenita, a més d'utilitzar-se com a mineral, s'utilitza com a lubricant sec especial resistent a la calor.
Els sulfurs són minerals d'interès per les seves propietats electrofísiques. No obstant això, per a les necessitats de la tecnologia electro-òptica i òptica infraroja de semiconductors, no s'utilitzen compostos naturals, sinó els seus anàlegs cultivats artificialment en forma de cristalls simples.
Una altra àrea on els sulfurs troben aplicació és la datació geocronològica amb radioisòtops de determinades roques minerals mitjançant el mètode samari-neodimi. Aquests estudis utilitzen calcopirita, pentlandita i altres minerals que contenen elements de terres rares: neodimi i samari.
Aquests exemples mostren que l'abast dels sulfurs és molt ampli. Juguen un paper essencial en diverses tecnologies tant com a matèries primeres com com a materials independents.
