¿Qué significa una coma en la química inorgánica?

Question

$\ce{(Ca{,}Co)CO3}$

Nunca he visto esto antes. ¿Qué significa exactamente esto?

Answer 1

Citando [1]:

Coma. De acuerdo con el uso general, la coma "," se debe utilizar para indicar sustitución continua, parcial y completa, si no hay cambio en la CN. Las vacantes (símbolo $\square$) se tratan aquí como átomos. Este uso está restringido a fórmulas químicas para átomos en un sitio específico. La coma no es apropiada para fórmulas de sitios de estructura porque diferentes símbolos indican un cambio en el número de coordinación. Ejemplos de uso adecuado de la coma incluyen forsterita-fayalita $\ce{[(Mg{,}Fe)2(SiO4)]}$ y hornblenda $\ce{\{(Na{,}\square)Ca2(Mg{,}Fe{,}Al)_5[(Si{,}Al)4O11]2(OH)2\}}$. En fórmulas de tipo de estructura, la coma se usa para significar "o" donde puede ocurrir una sustitución. Un ejemplo es en las zeolitas, donde H2O y las unidades M pueden ocurrir juntas.

La representación con coma se usa a menudo en la escritura de composiciones químicas de minerales, ya que los elementos y su concentración varían hasta cierto punto. Ver minerals.net:

Varios minerales contienen una cantidad variable de dos o más elementos como Auricalcita, que tiene una fórmula química de $\ce{(Zn{,}Cu)5(CO3)2(OH)6}$ contiene una cantidad variable no específica de zinc (Zn) y cobre (Cu). Esto se indica mediante una coma que separa el Zn del Cu. Si una fórmula química con dos elementos en paréntesis está separada por una coma, la cantidad de esos elementos varía. La auricalcita tiene una cantidad variable de zinc o cobre donde la combinación de ambos elementos suma cinco. El elemento más dominante generalmente se enumera primero. (Énfasis añadido).

Para obtener más información, consulta esta pregunta previa de Chemistry.SE y consulta aquí para encontrar pasos sobre cómo escribir este tipo de fórmulas utilizando marcas químicas.

Referencias:

1. Smith, D. K.; Roberts, A. C.; Bayliss, P.; Liebau, F. Un enfoque sistemático para fórmulas generales y de tipo de estructura para minerales y otras fases inorgánicas. Am. Mineral. 1998, 83 (1-2), 126–132. DOI: 10.2138/am-1998-1-212. Versión en línea: http://database.iem.ac.ru/mincryst/fst.html

Answer 2

Una breve referencia "obligatoria" de Recomendaciones de la IUPAC [1, p. 21], sección IR-2.2.3.1 sobre el uso de paréntesis en fórmulas:

(d) En química del estado sólido, para encerrar los símbolos de átomos que ocupan el mismo tipo de sitio de manera aleatoria. Los propios símbolos están separados por una coma, sin espacio.

Ejemplo:

9. K(Br,Cl)

Pregunta relacionada sobre la composición química en $\mathrm\LaTeX$: Comma in chemical formula.

Referencias

1. Nomenclatura de Química Inorgánica del "Libro Rojo" de la IUPAC, 1a ed.; Connelly, N. G., Damhus, T., Hartshorn, R. M., Hutton, A. T., Eds.; Recomendaciones de la IUPAC; Royal Society of Chemistry: Cambridge, UK, 2005. ISBN 978-0-85404-438-2. PDF

Answer 3

He visto que esta nomenclatura se utiliza como una abreviatura para indicar una solución sólida de dos compuestos iónicos diferentes que comparten un anión común. Por ejemplo:

1. Wang, Q.; Grau-Crespo, R.; de Leeuw, N. H. Mixing Thermodynamics of the Calcite-Structured (Mn,Ca)CO3Solid Solution: A Computer Simulation Study. J. Phys. Chem. B 2011, 115 (47), 13854–13861. DOI: 10.1021/jp200378q.
2. González-López, J.; Ruiz-Hernández, S. E.; Fernández-González, Á.; Jiménez, A.; de Leeuw, N. H.; Grau-Crespo, R. Cobalt incorporation in calcite: Thermochemistry of (Ca,Co)CO 3 solid solutions from density functional theory simulations. Geochim. Cosmochim. Acta 2014, 142, 205–216. DOI: 10.1016/j.gca.2014.07.026.

Dado que es una solución de dos compuestos diferentes, su composición puede ser variable.