Karbonate, Nitrate und Borate

Zusammenfassung

Chemisch sind die Karbonate Salze der Kohlensäure H₂CO₃. Strukturell ist ihnen ein inselartiger Anionenkomplex [CO₃]^2– gemeinsam. Die zugehörigen Kationen können dabei einen kleineren oder einen größeren Ionenradius besitzen als das Ca²⁺ mit 1,08 Å. Die Karbonate mit einem kleineren Kation wie z. B. Mg²⁺, Zn²⁺, Fe²⁺ oder Mn²⁺ kristallisieren ditrigonal-skalenoedrisch wie Calcit CaCO₃ und haben Calcit-Struktur (Abb. 8.1). Demgegenüber kristallisieren die Karbonate mit größeren Kationen wie Sr²⁺, Pb²⁺ oder Ba²⁺ mit einem Radius >1,08 Å rhombisch, und die Strukturen ihrer Karbonate entsprechen derjenigen des Aragonits CaCO₃. In der orthorhombischen Aragonit-Struktur haben diese größeren Kationen 9 O als nächste Nachbarn anstatt 6 O; es steht ihnen ein entsprechend größerer Raum in der Struktur zur Verfügung. Die hexagonale Vaterit-Struktur besteht aus Schichten von dicht gepackten [CO₃]-Gruppen ⊥ (0001), die mit Schichten von [8]-koordiniertem Ca wechsellagern. Die Trimorphie des CaCO₃, das in der Calcit-, Aragonit- oder Vaterit-Struktur kristallisieren kann, erklärt sich wesentlich aus der mittleren Größe des Ca²⁺ und seinem mittleren Raumbedarf.