Calcite

La calcita es un mineral carbonatado y la forma más estable del carbonato de calcio (CaCO₃). Es extremadamente común, especialmente como componente principal de la caliza. En la escala de Mohs, define la dureza 3. Los cristales grandes de calcita se utilizan en dispositivos ópticos, y la caliza, compuesta mayoritariamente por calcita, tiene numerosas aplicaciones prácticas. Otras dos formas de carbonato de calcio son los minerales aragonito y vaterita. El aragonito se convierte en calcita en cuestión de días o menos a temperaturas superiores a 300 °C, y la vaterita es aún menos estable.

El nombre proviene del alemán Calcit, un término del siglo XIX derivado del latín calx (que significa cal, con genitivo calcis), más el sufijo mineral -ite. Por lo tanto, es un doblete de la palabra tiza. En arqueología y el comercio de la piedra, el término alabastro se usa a veces para un depósito de calcita bandeada, de grano fino y translúcida, aunque en geología y mineralogía el alabastro se reserva para una variedad de yeso.

Se utilizan dos conjuntos diferentes de índices de Miller para describir direcciones en los cristales de calcita: tres índices (h, k, l) a lo largo de los ejes a₁, a₂, c, o cuatro índices de Bravais–Miller (h, k, i, l) a lo largo de a₁, a₂, a₃, c, donde i es redundante pero útil para visualizar la simetría. También existen dos definiciones de la celda unitaria. La celda unitaria "morfológica" más antigua se determinó midiendo los ángulos de las caras del cristal con un goniómetro; es romboédrica, con dimensiones aproximadas a = 10 Å y c = 8,5 Å. La celda unitaria "estructural" posterior, determinada por cristalografía de rayos X, es hexagonal (un prisma rómbico) con dimensiones aproximadas a = 5 Å y c = 17 Å. Para convertir de unidades morfológicas a estructurales, c se multiplica por 4. Por ejemplo, la exfoliación de la calcita se describe como perfecta en {1 0 1 1} en coordenadas morfológicas y en {1 0 1 4} en coordenadas estructurales; en índices {hkl} estos son {1 0 1} y {1 0 4}, respectivamente. El maclado, la exfoliación y las formas cristalinas a menudo se expresan en unidades morfológicas.

Las propiedades diagnósticas incluyen una dureza de Mohs de 3, una gravedad específica de 2,71 y un brillo vítreo en las variedades cristalinas. El color es blanco o incoloro, pero las impurezas pueden producir tonos de gris, rojo, naranja, amarillo, verde, azul, violeta, marrón o incluso negro.

La calcita presenta muchos hábitos cristalinos, combinando más de 1000 formas cristalográficas posibles. Los más comunes son los escalenoedros (con caras en las direcciones hexagonales {2 1 1} o {2 1 4}) y los romboedros (con caras en las direcciones {1 0 1} o {1 0 4}, que también son los planos de exfoliación principales). Los hábitos incluyen romboedros agudos a obtusos, formas tabulares, prismas y varios escalenoedros. Varios tipos de maclado añaden variedad. También puede presentarse como masas fibrosas, granulares, laminares o compactas. Un hábito fibroso y eflorescente se llama lublinita. La exfoliación es en tres direcciones paralelas a la forma del romboedro. La fractura es concoidea pero difícil de producir. Las caras escalenoédricas son quirales y se presentan en pares de imágenes especulares; su crecimiento puede verse influenciado por biomoléculas quirales como los L- y D-aminoácidos. Las caras romboédricas no son quirales.

La calcita varía de transparente a opaca y puede mostrar fosforescencia o fluorescencia. Una variedad transparente conocida como espato de Islandia se utiliza en óptica. Los cristales escalenoédricos agudos a veces se llaman espato de diente de perro, y la forma romboédrica a veces se llama espato de cabeza de clavo. La forma romboédrica también podría haber sido la piedra solar utilizada por los navegantes vikingos, como se menciona en las Sagas Islandesas. Los cristales individuales muestran una fuerte birrefringencia (doble refracción), lo que hace que los objetos vistos a través de la calcita clara parezcan duplicados. Este efecto fue descrito por primera vez por el científico danés Rasmus Bartholin en 1669. A aproximadamente 590 nm, los índices de refracción ordinario y extraordinario son 1,658 y 1,486, respectivamente. Entre 190 y 1700 nm, el índice ordinario varía de aproximadamente 1,9 a 1,5, y el índice extraordinario de aproximadamente 1,6 a 1,4.

La calcita es termoluminiscente, principalmente debido a impurezas de manganeso divalente (Mn²⁺). En un experimento, se añadieron activadores como iones de Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ag, Pb y Bi a muestras de calcita para ver si emitían calor o luz. Los iones de Cu⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Ag⁺, Bi³⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Co²⁺ y Ni²⁺ no causaron reacción. Sin embargo, se produjo una reacción cuando estaban presentes tanto iones de manganeso como de plomo. Al cambiar la temperatura, se podía observar el resplandor.