La skutterudita es un mineral de arseniuro de cobalto que contiene cantidades variables de níquel y hierro en sustitución del cobalto con la fórmula ideal CoAs 3 . Algunas referencias le dan al arsénico un subíndice de fórmula variable de 2 a 3. Las variedades con alto contenido de níquel se conocen como níquel-skutterudita, anteriormente cloantita. Es un mineral hidrotermal que se encuentra en vetas de temperatura moderada a alta con otros minerales de Ni-Co. Los minerales asociados son arsenopirita , plata nativa , eritrita , annabergita , níquelina , cobaltita , sulfosales de plata, bismuto nativo , calcita , siderita , barita y cuarzo . [3] Se extrae como mineral de cobalto y níquel con un subproducto de arsénico .
Se ha descubierto que la estructura cristalina de este mineral se exhibe en varios compuestos con importantes usos tecnológicos.
El mineral tiene un brillo metálico brillante y es de color blanco estaño o gris acero claro con una raya negra. La gravedad específica es 6,5 y la dureza es 5,5–6. Su estructura cristalina es isométrica con formas de cubo y octaedro similar a la de la pirita . El contenido de arsénico da olor a ajo cuando se calienta o se tritura.
Skutterudita fue descubierta en las minas de Skuterud, Modum , Buskerud , Noruega , en 1845. [4] Esmaltita es un nombre alternativo para el mineral. Los casos notables incluyen Cobalt, Ontario , Skuterud, Noruega y Franklin, Nueva Jersey , en los Estados Unidos . Los raros minerales de arseniuro se clasifican en el grupo de minerales de sulfuro de Dana , aunque no contiene azufre.
Oftedahl [7] [8] determinó en 1928 que la estructura cristalina del mineral skutterudita era cúbica y pertenecía al grupo espacial Im-3 (número 204). Se puede considerar que la celda unitaria consta de ocho cubos más pequeños formados por átomos de Co. Seis de estos cubos están llenos de anillos planos (casi) cuadrados de As, cada uno de los cuales está orientado paralelo a uno de los bordes de la celda unitaria. Los átomos de As forman entonces octaedros con Co en el centro.
En términos cristalográficos, los átomos de Co ocupan los sitios 8c, mientras que los átomos de As ocupan los sitios 24g. La posición de los átomos de Co dentro de la celda unitaria es fija, mientras que las posiciones de los átomos de As están determinadas por los parámetros xey. Se ha demostrado que para que los anillos As sean completamente cuadrados, estos parámetros deben satisfacer la relación de Oftedahl x + y = 1/2. Cualquier desviación de esta relación produce una configuración rectangular de los átomos de As; de hecho, este es el caso de todos los compuestos conocidos con esta estructura, y los átomos de As no forman un octaedro perfecto.
Junto con el tamaño de la celda unitaria y el grupo espacial asignado, los parámetros antes mencionados describen completamente la estructura cristalina del material. Esta estructura a menudo se denomina estructura skutterudita .
Los materiales con estructura de skutterudita se estudian como material termoeléctrico de bajo coste [9] y baja conductividad térmica . [10] [11] Véase también Materiales termoeléctricos#Skutterudite termoeléctricos .