Ions carbonate

Les carbonates sont des minéraux largement représentés à la surface du globe. Le carbonate de calcium, en particulier, est le constituant principal des coquilles de nombreux organismes.

On le retrouve surtout dans la lithosphère sous forme de roches dites calcaires, les plus abondantes parmi les roches sédimentaires. Ce stock considérable de carbone est alimenté par le métabolisme des êtres vivants sous forme de gaz carbonique, lequel donne notamment, en se combinant avec les métaux divalents, des composés insolubles dans les conditions normales de la lithosphère : les carbonates.

Des dissociations ultérieures peuvent cependant intervenir, à la faveur desquelles le carbone mis en réserve est restitué à la biosphère et à l’atmosphère. Ainsi les carbonates se trouvent à la croisée des cycles biochimique et géochimique du carbone, localisés essentiellement dans la zone superficielle de la lithosphère. La présence des carbonates dans les roches d’origine interne est, en effet, exceptionnelle et elle pose l’un des problèmes les plus intéressants de la pétrologie, celui de l’origine « primaire » du carbone en profondeur.

Le caractère structural essentiel des carbonates est la présence de l’ion CO23—. Tout atome de carbone s’y trouve au centre d’un triangle équilatéral dont chacun des sommets est occupé par un atome d’oxygène. Aucun ion oxygène n’est commun à deux groupements triangulaires carbone-oxygènes ; ceux-ci doivent être considérés comme des unités distinctes dans la structure des minéraux carbonatés et ils sont largement responsables des propriétés particulières de ce groupe. La liaison entre le carbone central et les oxygènes qui lui sont coordinés n’est pas aussi forte que celle qui existe dans CO2. En présence de l’ion hydrogène, le radical carbonate devient instable et se brise pour fournir du gaz carbonique et de l’eau. Cette instabilité est à l’origine des tests avec les acides, utilisés pour la reconnaissance des carbonates.