Guit

Guit
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Nummer

IMA 2017-080[1][2]

IMA-Symbol

Gui[3][2]

Chemische Formel Co2+Co3+2O4[2]
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung) 		Oxide und Hydroxide
Kristallographische Daten
Kristallsystem kubisch[2]
Kristallklasse; Symbol hexakisoktaedrisch; 4/m32/m
Raumgruppe Fd3m (Nr. 227)Vorlage:Raumgruppe/227[2]
Gitterparameter a = natürlich: 8,0898(1) Å[2]
Formeleinheiten Z = 8[2]
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte 6–6,5[2]
Dichte (g/cm3) berechnet: 6,003[2]
Spaltbarkeit nicht beobachtet[2]
Bruch; Tenazität uneben[2]
Farbe Dunkelgrau[2]
Strichfarbe Schwarz[2]
Transparenz opak[2]
Glanz Metallglanz[2]

Das Mineral Guit ist ein sehr selten vorkommendes Oxid aus der Spinell-Supergruppe mit der Endgliedzusammensetzung Co2+Co3+2O4. Es kristallisiert im kubischen Kristallsystem und entwickelt schwarze, körnige Kristalle von unter einem Millimeter Größe.[2]

Die Typlokalität ist die Sicomines Kupfermine im Katanga Cu–Co-Gürtel in der Demokratischen Republik Kongo, wo Guit zusammen mit Quarz und Heterogenit auftritt.[2]

Etymologie und Geschichte

Wie bei einigen anderen Spinellen auch wurden ihre synthetischen Äquivalente schon untersucht, lange bevor die Minerale auch in der Natur gefunden wurden. Kobaltoxid mit Spinellstruktur wurde z. B. schon in den 1920er Jahren von Chemikern der Universität Lund in Schweden synthetisiert.[4] Aktuell ist die Verbindung von Interesse als vielversprechender Katalysator zur Gewinnung von Sauerstoff aus Wasser (Künstliche Photosynthese).[5]

Das erste natürliche Vorkommen von Guit in den Sandsteinen der Sicomines Kupfermine im Katanga Cu–Co-Gürtel beschrieb die chinesische Arbeitsgruppe um Zhilan Lei 2017. Benannt wurde der Cobaltspinell nach Professor Xiangping Gu der Central South University in Changsha, Provinz Hunan, Volksrepublik China. Die Autoren würdigten damit seine bedeutenden mineralogischen Leistungen in Forschung und Lehre sowie bei der Beschreibung vieler neuer Minerale.[2]

Klassifikation

Die strukturelle Klassifikation der International Mineralogical Association (IMA) zählt den Guit zur Spinell-Supergruppe, wo er zusammen mit Chromit, Cochromit, Coulsonit, Cuprospinell, Dellagiustait, Deltalumit, Franklinit, Gahnit, Galaxit, Hausmannit, Hercynit, Hetaerolith, Jakobsit, Maghemit, Magnesiochromit, Magnesiocoulsonit, Magnesioferrit, Magnetit, Manganochromit, Spinell, Thermaerogenit, Titanomaghemit, Trevorit, Vuorelainenit und Zincochromit die Spinell-Untergruppe innerhalb der Oxispinelle bildet.[6] Ebenfalls in diese Gruppe gehören die nach 2018 beschriebenen Oxispinelle Chihmingit[7] und Chukochenit[8] sowie der Nichromit, dessen Name von der CNMNC der IMA noch nicht anerkannt worden ist.[9]

In der mittlerweile veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz ist der Guit ebenso wenig verzeichnet wie im zuletzt 2018 überarbeiteten und aktualisierten Lapis-Mineralienverzeichnis nach Stefan Weiß, dessen „Lapis-Systematik“ sich im Aufbau noch nach dieser alten Form der Systematik von Karl Hugo Strunz richtet.[10]

Die von 2001 bis 2009 von der IMA verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik kennt den Guit noch nicht.[11]

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana führt den Guit noch nicht auf.

Die von der Mineraldatenbank „Mindat.org“ weitergeführte Strunz-Klassifikation, die sich im Aufbau nach dessen 9. Auflage richtet, ordnet den Guit in die Klasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort in die Abteilung „Metall : Sauerstoff = 3 : 4 und vergleichbare“ (englisch Metal : Oxygen = 3 : 4 and similar) ein. Diese ist weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligten Kationen, daher wurde Guit entsprechend seiner Zusammensetzung in die Unterabteilung „Mit ausschließlich mittelgroßen Kationen“ (englisch With only medium-sized cations) mit der Systemnummer 4.BB. eingeordnet (vergleiche dazu die gleichnamige Unterabteilung in der Klassifikation nach Strunz (9. Auflage)). Eine weitergehende Einordnung in eine bestimmte Mineralgruppe gibt es bisher nicht.[12]

Chemismus

Guit ist das Cobalt-Analog von Magnetit und hat die Endgliedzusammensetzung Co2+Co3+2O4. Der Cobalt-Spinell aus der Typlokalität ist ein normaler Spinell mit der empirischen Zusammensetzung (Koordinationszahl der Gitterposition in eckigen Klammern):

  • [4](Co2+0,92Cu2+0,02Si4+0,02)[6](Co3+1,98Mn3+0,03)O4[2]

Kristallstruktur

Natürlicher Guit kristallisiert in der kubischen Raumgruppe Fd3m (Raumgruppen-Nr. 227)Vorlage:Raumgruppe/227 mit den Gitterparameter a = 8,0898(1) Å sowie 8 Formeleinheiten pro Elementarzelle. In diesem normalen Spinell ist die Tetraederposition vollständig mit Cobalt (Co2+) besetzt und die Oktaederposition mit dreiwerdigem Cobalt (Co3+).[2]

Guit ist bei Raumtemperatur ein normaler Spinell mit geordneter Verteilung von Co2+ auf der Tetraederposition und Co3+ auf der Oktaederposition. Die Gitterparameter von synthetischen Guit liegt bei a=8,0838(1) Å, der freie Lageparameter des Sauerstoffs bei u=0,2632(3) und der Invasionsgrad bei i=0. Bei Temperaturen über 900 °C setzt eine Umverteilung der Kationen ein und bei ca. 1160 °C wird ein Inversionsgrad von rund i=0,6 erreicht bei a=8,2031(1) und u=0,2574(7).[13][14] Dies ist nahe bei einer vollständig ungeordneten Kationenverteilung mit einem Invasiongrad i=0,66.[15]

Bildung und Fundorte

Guit ist ein extrem seltenes Mineral und weltweit nur an 2 Fundorten beschrieben worden.[16]

In der Typlokalität, der Sicomines Kupfermine 11 km südwestlich der Stadt Kolwezi im Katanga Cu–Co-Gürtel der Demokratischen Republik Kongo, tritt Guit zusammen mit Quarz und Heterogenit (HCoO2) auf. Er findet sich in Sandsteinen, wo die Kobaltoxide von wässrigen Lösungen abgelagert wurden. Quelle des Kobalts waren vermutlich benachbarte, kobalthaltige Kalksteine.[2]

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. ↑ Malcolm Back, Cristian Biagioni, William D. Birch, Michel Blondieau, Hans-Peter Boja und andere: The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: July 2024. (PDF; 3,6 MB) In: cnmnc.units.it. IMA/CNMNC, Marco Pasero, Juli 2024, abgerufen am 13. August 2024 (englisch).
  2. ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t Zhilan Lei, Xinghai Chen, Jianxiong Wang, Yingchun Huang, Fangfang Du and Zier Yan: Guite, the spinel-structured Co2+ Co3+2 O4 , a new mineral from the Sicomines copper–cobalt mine, Democratic Republic of Congo. In: Mineralogical Magazine. Band 86, 2022, S. 346–353 (englisch, cambridge.org [PDF; 714 kB; abgerufen am 2. März 2024]).
  3. ↑ Laurence N. Warr: IMA–CNMNC approved mineral symbols. In: Mineralogical Magazine. Band 85, 2021, S. 291–320, doi:10.1180/mgm.2021.43 (englisch, cambridge.org [PDF; 351 kB; abgerufen am 23. Januar 2024]).
  4. ↑ Sven Holgersson, Aldo Karlsson: Über Einige neue Kobaltite vom Spinelltypus. In: Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. Band 183, Nr. 1, 1929, S. 384–394, doi:10.1002/zaac.19291830128.
  5. ↑ Feng Jiao Dr., Heinz Frei Dr.: Nanostructured Cobalt Oxide Clusters in Mesoporous Silica as Efficient Oxygen-Evolving Catalysts. In: Angewandte Chemie. Band 48, Nr. 10, 2009, S. 1841–1844, doi:10.1002/anie.200805534 (englisch).
  6. ↑ Ferdinando Bosi, Cristian Biagioni, Marco Pasero: Nomenclature and classification of the spinel supergroup. In: European Journal of Mineralogy. Band 31, Nr. 1, 12. September 2018, S. 183–192, doi:10.1127/ejm/2019/0031-2788 (englisch).
  7. ↑ S.-L. Hwang, P. Shen, T.-F. Yui, H.-T. Chu, Y. Iizuka, H.-P. Schertl, D. Spengler: Chihmingite, IMA 2022-010. In: CNMNC Newsletter 67, European Journal of Mineralogy. Band 34, 2022, S. 359–364 (englisch, ejm.copernicus.org [PDF; 113 kB; abgerufen am 23. Januar 2024]).
  8. ↑ Can Rao, Xiangping Gu, Rucheng Wang, Qunke Xia, Yuanfeng Cai, Chuanwan Dong, Frédéric Hatert, Yantao Hao: Chukochenite, (Li0.5Al0.5)Al2O4, a new lithium oxyspinel mineral from the Xianghualing skarn, Hunan Province, China. In: American Mineralogist. Band 107, Nr. 5, 2022, S. 842–847, doi:10.2138/am-2021-7932 (englisch).
  9. ↑ Cristian Biagioni, Marco Pasero: The systematics of the spinel-type minerals: An overview. In: American Mineralogist. Band 99, Nr. 7, 2014, S. 1254–1264, doi:10.2138/am.2014.4816 (englisch, Vorabversion online bei minsocam.org [PDF; 4,6 MB; abgerufen am 23. Januar 2024]).
  10. ↑ Stefan Weiß: Das große Lapis Mineralienverzeichnis. Alle Mineralien von A – Z und ihre Eigenschaften. Stand 03/2018. 7., vollkommen neu bearbeitete und ergänzte Auflage. Weise, München 2018, ISBN 978-3-921656-83-9.
  11. ↑ Ernest H. Nickel, Monte C. Nichols: IMA/CNMNC List of Minerals 2009. (PDF; 1,9 MB) In: cnmnc.units.it. IMA/CNMNC, Januar 2009, archiviert vom Original am 29. Juli 2024; abgerufen am 30. Juli 2024 (englisch).
  12. ↑ Classification of Dellagiustaite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 23. Januar 2024 (englisch, siehe auch Anker „Strunz-Mindat“).
  13. ↑ Xing Liu & Charles T. Prewitt: High-temperature X-ray diffraction study of Co3O4: Transition from normal to disordered spinel. In: Physics and Chemistry of Minerals. Band 17, Nr. 2, 1990, S. 168–172, doi:10.1007/BF00199669 (englisch).
  14. ↑ Taylor Sparks, Aleksander Gurlo, Maged Bekheet, Michael Gaultois, Gennady, Cherkashinin, L. Laversenne, David Clarke: High-temperature structure of Co3O4 : Understanding spinel inversion using in situ and ex situ measurements. In: Physical Review B. Band 99, Nr. 10, 2019, S. 104104 (englisch, hal.science [PDF; 1,9 MB; abgerufen am 3. März 2024]).
  15. ↑ Ferdinando Bosi: Chemical and structural variability in cubic spinel oxides. In: Acta Crystallographica. B75, 2019, S. 279–285, doi:10.1016/j.physrep.2021.04.002 (englisch).
  16. ↑ Fundortliste für Guit beim Mineralienatlas (deutsch) und bei Mindat (englisch), abgerufen am 2. März 2024.