The mineralogy of Cobalt
| General Properties | |
|---|---|
| Symbol: | Co |
| Atomic Number: | 27 |
| Standard atomic weight (Ar): | 58.933195(5) |
| Electron configuration: | [Ar] 3d7 4s2 |
| Photos | ||
|---|---|---|
       | ||
| < | Cobalt chips and 1cm³ cube | > |
| Atomic Properties | |
|---|---|
| Electronegativity (Pauling scale): | 1.88 |
| Atomic Radius: | 152 pm |
| Ionic Radius: | 74.5 pm (+2*) |
| 1st Ionization energy: | 760 kJ/mol |
| 1st Electron affinity: | -64 kJ/mol |
| Oxidation States: | -1,1,2,3,4,5 |
| Physical Properties | |
|---|---|
| Standard State: | solid |
| Bonding Type: | metallic |
| Melting Point: | 1768 K |
| Boiling Point: | 3200 K |
| Density: | 8.9 g/cm3 |
| Metal/Non-Metal: | transition metal |
| Main isotopes of Cobalt | ||||
|---|---|---|---|---|
| Isotope | % in Nature | Half Life | Decay type | Decay product |
| 56Co | synthetic | 77.27d | ε | 56Fe |
| 57Co | synthetic | 271.79d | ε | 57Fe |
| 58Co | synthetic | 70.86d | ε | 58Fe |
| 59Co | 100% | stable | ||
| 60Co | synthetic | 5.2714y | β− | 60Ni |
| Main ions of Cobalt | ||||
|---|---|---|---|---|
| Name | Ion | Example minerals | ||
| cobalt(II) | Co2+ | Spherocobaltite | ||
| cobalt(III) | Co3+ | Heterogenite | ||
| Other Information | |
|---|---|
| Year Discovered: | 1732 |
| Discovered By: | Georg Brandt |
| Named For: | German: kobold - "goblin","evil spirit" |
| CPK color coding: | #F090A0 |
| External Links: | WikipediaWebElementsLos Alamos National LaboratoryTheodore Gray's PeriodicTable.com |
| Simple Compounds and Mineral Names | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Sulfides | cobalt sulfide | CoS | +2 | Jaipurite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| cobalt persulfide | CoS2 | +2 | Cattierite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| dicobalt trisulfide | Co2S3 | +3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| tricobalt tetrasulfide | Co3S4 | +2,+3 | Linnaeite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Selenides | cobalt selenide | CoSe | +2 | Freboldite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| cobalt perselenide | CoSe2 | +2 | Trogtalite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| tricobalt tetraselenide | Co3Se4 | +2,+3 | Bornhardtite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Tellurides | cobalt telluride | CoTe | +2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| cobalt pertelluride | CoTe2 | +2 | Mattagamite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hydroxides | cobalt (II) hydroxide | Co(OH)2 | +2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| cobalt oxide hydroxide | CoOOH | +3 | Heterogenite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fluorides | cobalt (II) fluoride | CoF2 | +2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| cobalt (III) fluoride | CoF3 | +3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| cobalt tetrafluoride | CoF4 | +4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chlorides | cobalt (II) chloride | CoCl2 | +2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| cobalt (III) chloride | CoCl3 | +3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| cobalt dichloride dihydrate | CoCl2 · 2H2O | +2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Bromides | cobalt (II) bromide | CoBr2 | +2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Iodides | cobalt (II) iodide | CoI2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxides | cobalt oxide | CoO | +2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| dicobalt trioxide | Co2O3 | +3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| tricobalt tetraoxide | Co3O2,+3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Carbonates | cobalt (II) carbonate | CoCO3 | +2 | Spherocobaltite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nitrates | cobalt (II) nitrate | Co(NO3)2 | +2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| cobalt (II) nitrate dihydrate | Co(NO3)2 · 2H2O | +2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| cobalt (II) nitrate tetrahydrate | Co(NO3)2 · 4H2O | +2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| cobalt (II) nitrate hexahydrate | Co(NO3)2 · 6H2O | +2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sulfates | cobalt (II) sulfate | CoSO4 | +2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| cobalt (II) sulfate monohydrate | CoSO4 · H2O | +2 | Cobaltkieserite | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| cobalt (II) sulfate tetrahydrate | CoSO4 · 4H2O | Aplowite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| cobalt (II) sulfate hexahydrate | CoSO4 · 6H2O | Moorhouseite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| cobalt (II) sulfate heptahydrate | CoSO4 · 7H2O | Bieberite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Cobalt as a chromophore in minerals and gems | |
|---|---|
| Chromophore | Description |
| Co2+ | Causes a raspberry red colour in minerals such as spherocobaltite and cobaltian calcite. |
| Co2+ in tetrahedral sites | Causes blue colour in some spinels from Baffin Island, Canada. |
| Mineral Diversity of Cobalt | |
|---|---|
| 1. Elements | 1 valid mineral species |
| 2. Sulfides And Sulfosalts | 25 valid mineral species |
| 3. Halides | 1 valid mineral species |
| 4. Oxides | 5 valid mineral species |
| 5. Carbonates | 6 valid mineral species |
| 7. Sulfates | 10 valid mineral species |
| 8. Phosphates, Arsenates, Vanadates | 17 valid mineral species |
| 9. Silicates | 1 valid mineral species |
| 10. Organic Compounds | 1 valid mineral species |
| Total: | 67 valid species containing essential Cobalt |
| Geochemistry of Cobalt | |
|---|---|
| Goldschmidt classification: | Siderophile |
| Co2+ was one of the ions least depleted from the mantle in the formation of the crust. | |
| Co3+ enters early-forming phases in igneous rocks. | |
| Co2+ enters early-forming phases in igneous rocks. | |
| Co3+ is concentrated in deep-sea ferromanganese nodules relative to seawater. | |
| Co2+ solute can be a limiting nutrient in the growth of bacteria. | |
| Co2+ is essential to nutrition of at least some vertebrates ('essential minerals'). | |
| Elemental Cobalt in Nature | ||
|---|---|---|
| Found as natural alloy with Fe: | Wairauite | CoFe |
| Elemental Abundance for Cobalt | ||
|---|---|---|
| Crust (CRC Handbook) | 2.5 x 10-5 | mass fraction, kg/kg |
| Crust (Kaye & Laby) | 2.8 x 10-5 | mass fraction, kg/kg |
| Crust (Greenwood) | 2.9 x 10-5 | mass fraction, kg/kg |
| Crust (Ahrens/Taylor) | 2.9 x 10-5 | mass fraction, kg/kg |
| Crust (Ahrens/Wänke) | 2.54 x 10-5 | mass fraction, kg/kg |
| Upper Crust (Ahrens/Taylor) | 1.0 x 10-5 | mass fraction, kg/kg |
| Upper Crust (Ahrens/Shaw) | 1.2 x 10-5 | mass fraction, kg/kg |
| Sea Water (CRC Handbook) | 2 x 10-11 | mass per volume fraction, kg/L |
| Sea Water (Kaye & Laby) | 3.9 x 10-10 | mass per volume fraction, kg/L |
| The Sun (Kaye & Laby) | 2.3 x 10-3 | atom mole fraction relative to Si=1 |
| Solar System (Kaye & Laby) | 2.3 x 10-3 | atom mole fraction relative to Si=1 |
| Solar System (Ahrens) | 2.25 x 10-3 (6.6%) | atom mole fraction relative to Si=1 (% uncertainty) |
| Element association of Cobalt in the Mineral World | |||
|---|---|---|---|
| This table compares the known valid mineral species listed listed with Cobalt and the other elements listed based on the official IMA formula. Note that unlike other sections on this page this includes non-essential elements. The first data column contains the total number of minerals listed with Cobalt and the element listed for that row. The second data column lists this number as a percentage of all minerals listed with Cobalt. The final data column compares this percentage against the percentage of all minerals that contain the element listed in each row. Click on a heading to sort. |
| Periodic Table | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Iron << Cobalt >> Nickel | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Most widespread minerals containing Cobalt | |||
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| This list of minerals containing Cobalt is built from the mindat.org locality database. This is based on the number of localities entered for mineral species and is therefore slanted towards minerals interesting to collectors with less coverage of common rock-forming-minerals so it does not give an undistorted distribution of Cobalt mineral species. It is more useful when comparing rare species rather than common species. |
| Name | Formula | Crystal System | Mindat Localities |
|---|---|---|---|
| Cobaltite | CoAsS | Orthorhombic | 1212 |
| Erythrite | Co3(AsO4)2 · 8H2O | Monoclinic | 943 |
| Skutterudite | CoAs3 | Isometric | 614 |
| Safflorite | (Co,Ni,Fe)As2 | Orthorhombic | 391 |
| Siegenite | CoNi2S4 | Isometric | 307 |
| Linnaeite | Co2+Co3+2S4 | Isometric | 285 |
| Carrollite | CuCo2S4 | Isometric | 192 |
| Glaucodot | (Co0.50Fe0.50)AsS | Orthorhombic | 178 |
| Heterogenite | Co3+O(OH) | Hexagonal | 122 |
| Cobaltpentlandite | Co9S8 | Isometric | 106 |
| Photos |
|---|
| Important ores of Cobalt | ||
|---|---|---|
| Most cobalt is not mined directly from cobalt ores but is a by-product of nickel and/or copper production. |
| Name | Formula | Crystal System |
|---|---|---|
| Cobaltite | CoAsS | Orthorhombic |
| Glaucodot | (Co0.50Fe0.50)AsS | Orthorhombic |
| Skutterudite | CoAs3 | Isometric |
| Erythrite | Co3(AsO4)2 · 8H2O | Monoclinic |
| Photos |
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Constants and physical property data from:
David R. Lide (ed.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005).
Kaye and Laby Tables of Physical & Chemical Constants (2005). Section 3.1.3, Abundances of the elements
A. Earnshaw, N. Greenwood, Chemistry of the Elements, 2nd edition, Butterworth-Heinemann, (1997)
Thomas J. Ahrens (ed.), Global Earth Physics : A Handbook of Physical Constants, American Geophysical Union (1995)
L.B. Railsback, An Earth Scientist's Periodic Table of the Elements and Their Ions : Geology 31:9 p737-740 (2003)
Emsley, J. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. New York: Oxford University Press (2001)
Håkansboda, Stråssa, Lindesberg, Örebro County, Sweden