Minerales (básicos)
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1. Estudio de los minerales
MINERAL:
· Sólidos · Inorgánicos · Naturales · Composición química definida* · Con ordenación cristalográfica interna, diferenciadora de cada mineral **
* Excepción à Impurezas
- Otros elementos en pequeña proporción que no forman parte de la estructura cristalina del mineral.
** La ordenación a veces también puede ser externa como causa de ciertas condiciones de temperatura y presión, formando un cristal
CRISTALOGRAFÍA:
Ciencia que estudia la ordenación interna de los minerales, sus propiedades y el origen de la misma.
Condiciones de cristalización
Sufic
ient
e
Materia
Espacio Grietas, por ejemplo
Tiempo
Reposo Ambiente termodinámico estable
FASE O MEDIO(sustancia homogénea)
(solución, magma)INESTABILIDAD GERMEN
(estructura mínima)
CRISTALOGÉNESIS
Proceso de formación de los minerales.
Métodos de formación
· Solidificación, a partir de: o Magmas, formando vídrios si se enfría rápido o Gases o fluidos en los fenómenos neumatolíticos o Agua a alta o baja temperatura, como en los procesos hidrotermales y
sedimentarios, respectivamente. · Recristalización
o Fenómenos metamórficos, donde se produce una reordenación.
Estados de formación
1. NUCLEACIÓN
2. CRECIMIENTO
FACTORES
· Externos à Temperatura, saturación de la disolución, difusión, conductividad térmica (Se tiene que establecer un flujo de materia hacia el germen)
· Internos à Tendencia de los componentes del cristal a situarse en las situaciones de menor energía.
2. Materia cristalina
Características
1. ORDENACIÓN
· Interna à Siempre · Externa à Bajo ciertas condiciones, formando
o Cristales (poliedros de caras planas)
2. ANISOTROPÍA · Diferencia de las propiedades de un mineral en direcciones no paralelas
o Por lo tanto, las propiedades depende de la dirección · Ejemplos:
o Diferencia de dureza medida en dos direcciones o Brillo diferente en cada lado o Exfoliación de una sola dirección
Celda unitaria
Mínima unidad tridimensional que se repite en el interior de un mineral o cristal.
· Hay siete tipos de celda y por lo tanto siete sistemas cristalográficos · La adición de celdas, da lugar a un cristal · Está caracterizada por:
o 3 ejes cristalográficos o 3 parámetros (las dimensiones del espacio, x y z) o 3 ángulos (α, β, γ)
3. Sistemas cristalinos (Ver apuntes escritos)
4. Simetría cristalográfica
Característica de la materia cristalina consistente en la repetición de elementos geométricos al actuar sobre el cristal los elementos de simetría y sus operaciones de simetría.
Elementos geométricos Elementos de simetría Operaciones de simetría Caras Ejes Giro Vértices Planos Reflexión Aristas Centro Inversión
Ejes
Línea que hace girar el cristal sobre ella misma haciendo que se repitan elementos.
Planos
Superficie que divide el cristal en dos partes iguales con todos sus elementos equidistantes.
Centro
Punto sobre el cual cualquier elemento del cristal tiene su opuesto de manera invertida.
5. Tipos de cristales
Según complejidad
· Simple – Un sólo tipo de cara · Complejos o compuestos – Más de un tipo de cara
Según sistema cristalográfico
Cúbi
co
Cubo
Octaedro
Dodecaedro
Trapezoedros
Tetraedros
Tetr
agon
al Prismas
Pirámides
Bipirámides
Hexa
gona
l Prismas
Pirámides
Bipirámides
Escalenoedros
Mon
oclín
ico
Sistemas de pinacoides
Tric
línic
o Pinacoides
Domos
Un solo centro de simetria o ninguno
6. Propiedades de los minerales
Dureza
Resistencia de un mineral a ser rayado. Se mide en la escala de Mohs, que comprende valores del 1 al 10, donde cada valor no es equidistante al siguiente ni al anterior. En la práctica, se utiliza la escala Mohs, científicamente, se usan esclerómetros, que son medidores de dureza.
Dureza Material 1 Talco 2 Yeso 3 Calcita 4 Fluorita 5 Apatita 6 Ortosa 7 Cuarzo 8 Topacio 9 Corindón 10 Diamante
Raya o polvo
Color del mineral al ser rayado, siendo el mismo que si se pulveriza.
Tenacidad
Resistencia de un material a ser roto. Si un material presenta una buena resistencia, decimos que es tenaz, mientras que si presenta una mala resistencia, decimos que es frágil.
Hábito
Forma general en la que se encuentran los cristales. Existen diferentes tipos:
· Plano · Filamentoso · Hojoso à Con gran desarrollo de las caras horizontales · Dendrítico à Muestra ramificaciones · Botrioidal o remiforme à Con formas globulares, es decir, bultos · Tabular à Muestra forma de tablas
Exfoliación
Tendencia de los materiales cristalinos a dividirse a lo largo de planos cristalográficos definidos.
Cuando no existe una exfoliación definida, hablamos de fracturas:
· Astillosa – La forma de ruptura recuerda a astillas · Concoidea – La forma de ruptura deja huecos · Irregular – La forma de ruptura no sigue ningún patrón
Peso específico
El peso específico es el cociente:
𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑑𝑑𝑃𝑃 𝑢𝑢𝑢𝑢 𝑣𝑣𝑃𝑃𝑣𝑣𝑢𝑢𝑣𝑣𝑃𝑃𝑢𝑢 𝑖𝑖𝑖𝑖𝑢𝑢𝑖𝑖𝑣𝑣 𝑑𝑑𝑃𝑃 𝑖𝑖𝑖𝑖𝑢𝑢𝑖𝑖 𝑖𝑖 4º𝐶𝐶
Densidad relativa
𝑀𝑀𝑖𝑖𝑃𝑃𝑖𝑖 𝑑𝑑𝑃𝑃𝑣𝑣 𝑣𝑣𝑖𝑖𝑢𝑢𝑃𝑃𝑚𝑚𝑖𝑖𝑣𝑣𝑉𝑉𝑃𝑃𝑣𝑣𝑢𝑢𝑣𝑣𝑃𝑃𝑢𝑢 𝑑𝑑𝑃𝑃𝑣𝑣 𝑣𝑣𝑖𝑖𝑢𝑢𝑃𝑃𝑚𝑚𝑖𝑖𝑣𝑣
Color
Radiaciones que emite un mineral, dependiendo de su composición y como consecuencia de la luz que es capaz de absorber y la que no.
Brillo
Forma en la que se refleja la luz de un mineral
· Vítreo · Metálico · Nacarado · Resinoso · Adamantino
Luminiscencia Capacidad de un mineral de emitir luz cuando son sometidos a ciertas radiaciones al ser capaces de absorberlas y luego emitir otras.
Fosforescencia
Fluorescencia
Al inducirse cargas eléctricas, el material se comprime y se dilata un número determinado de veces. Esto es utilizado en mecanismos, como por ejemplo, en los relojes.
Conductividad eléctrica
Según el tipo de enlace que presenta el compuesto que lo forma, un mineral tiene más o menos conductividad eléctrica. Por lo general, los materiales más conductores, son los que presentan enlace metálico, mientras que los menos conductores son aquellos que presentan enlace covalente.
En los no conductores, podemos encontrar algunos fenómenos
· Piroelectricidad à Propiedad de generar cargas cuando son sometidos a altas temperaturas
· Piezoelectricidad à Propiedad de generar cargas cuando son sometidos a presión, como por ejemplo, el cuarzo.
Magnetismo
· Ferromagnéticos à Presentan un magnetismo fuerte · Paramagnéticos à Presentan un magnetismo débil · Diamagnéticos à Son débilmente repelidos
Presión Cargas eléctricas
7. Formas de los minerales
Polimorfismo
Según las condiciones de presión y temperatura en las cuales se formen los minerales, estos pueden tomar una distinta ordenación. Los isomorfos son minerales que tienen una composición misma pero que están ordenados de distintas maneras.
Ejemplos:
· Carbono · Grafito · Diamante
· Al2SiO5
· Andalucita · Silimanita · Distena
Pseudomorfismo
El pseudomorfismo se da cuando un mineral adopta la forma de otro, por ejemplo:
Pirita (sistema cúbico)
Oxidación de la pirita
Limonita en sistema cúbico
Isomorfismo
El isomorfismo se da cuando se produce una sustitución iónica entre iones de radio atómico y cargas muy parecidas.
Por ejemplo, es el caso entre la fayalita (Fe2SiO4) y la fosterita (Mg2SiO4). Ambos cationes, de magnesio y hierro, tienen carga +2, por lo que son intercambiables. Por esto mismo, son capaces de cristalizar en el mismo sistema.
A los pasos intermedios en los que hay más porcentaje de hierro o de magnesio en la fórmula, se les llama olivinos. Existe toda una gama gradual de olivinos, según el grado de hierro o magnesio que tengan.
8. Tipos de minerales
Elementos nativos
Son aquellos que los encontramos en su forma elemental en la naturaleza.
Metálicos Semimetálicos No metálicos Au, Ag, Cu, Pt, Ag Bi, As, Sb S, C
Sulfuros
Mineral Fórmula Datos Fotografía Pirita FeS2 - Se usa para la
obtención de ácido sulfúrico - Cristaliza en el sistema cúbico
Calcopirita CuFeS2 - Sistema tetragonal - Apariencia parecida a la pirita
Galena PbS - Mena del plomo - Color gris oscuro y gris metálico - Exfoliación en cubos
Blenda o esfalerita ZnS - Mena del cinc - Variaciones: à Acaramelada (con posible Cd, España) à Color rubí à Color férrico
Cinabrio HgS - Única mena del mercurio
Rejalgar AsS - Color rojo Oropimente As2S3 - Fabricación de
telas, linóleo, fuegos artificiales
Óxidos e hidróxidos
Mineral Fórmula Datos Fotografía Oligisto o hematites Fe2O3 - Mena del hierro
- Color gris - Raya roja - Rojo en la variedad terrosa
Magnetita Fe3O4 - Color negro (cristalizado, gris metálico) - Es atraída por el imán
Corindón Al2O3 - Muy duro - Rojo à Rubí - Azul à Zafiro - Negro à Esmeril (usado para lijas)
Cuprita Cu2O - Mena del cobre - Color rojo - Cristaliza en el sistema cúbico formando octaedros
Casiterita SnO2 - Mena del estaño - Forma maclas (uniones de cristales) en codo, llegando a formar incluso formas pseudohexagonales.
Rutilo TiO2 - Mena del titanio Proustita MnO2 - Formaciones
dendríticas negras
Limonita FeO(OH) · nH20 - Color amarillento Goethita FeO(OH) - Color negro
- Hábito botoidal
Bauxita AlO3 Al(OH)3
- Mezcla de óxido de aluminio e hidróxido de aluminio
Haluros/Halogenuros
Mineral Fórmula Datos Fotografía Fluorita CaF2 - Dureza 4
- Violeta - Cúbica
Halita NaCl - Sal común Silvina KCl -
Carbonatos
Mineral Fórmula Datos Fotografía Calcita/Aragonito CaCo3 1. Exfoliación en
romboedros, sistema trigonal 2. Sistema rómbico, no hexagonal (como muestran sus maclas)
Dolomita CaMg(CO3)2 Malaquita y Azurita - Menas del cobre
- Azurita à Azul - Malquita à Verde
Siderita FeCO3 - Mena del hierro - Brillo vítreo - Blanco amarillento
Cerusita PbCO3 - Plomo blanco
Nitratos
Mineral Fórmula Datos Fotografía Salitre KNO3
Boratos à Bórax
Arseniatos (AsO4)3-
· Eritrina (arseniato de cobalto). De color rojo.
Vanadatos (VO4)3-
· Vanadinitia (vanadato de plomo). Color anaranjado
Fosfatos
Mineral Fórmula Datos Fotografía Apatito - Dureza 5 Turquesa - Brillo vítreo
- Rara
Piromorfita - Clorofosfato de plomo - En España famosa la mina del Horcajo
Wolframatos (WO4)2-
Mineral Fórmula Datos Fotografía Wolframita (Fe,Mn)WO4 - Color negro
- Muy pesada - Forma una serie isomorfa (ferberita » hubnerita) - Mena del wolframio
Scheelita CaWO4 - Color blancuzco/miel cuando cristaliza. - Es fluorescente
9. Silicatos
Nesosilicatos
· Forman tetraedros aislados de ion silicato. · Ejemplos
· Olivino (serie isomorfa) · Granate · Circón · Estaurolita (que forma maclas en forma de cruz)
Sorosilicatos
· Tetraedros en pareja (Si2O7) · Ejemplo: epidota
Ciclosilicatos
· Se unen tetraedros para formar anillos de 3, 4 o 6 · Ejemplos:
· Berilo · Turmalina · Cordierita
Inosilicatos
· Tetraedros en filas
De cadena simple o piroxenos
· Ejemplo: augita
De cadena doble o anfíboles
· Ejemplo: harnblenda
Filosilicatos
· Tetraedros en láminas, todos tienen exfoliación · Todos comparten 30 oxígenos, algunos 4 (los que unen láminas paralelas entre sí) · Ejemplos
· Micas: Mascevita, biotita · Talco
Tectosilicatos
· Los tetraedros comparten todos los oxígenos · Si02 à Cuarzo · SiO4 à No se puede unir nada más · Si3O4 à Si3AlO3 FELDESPATO, que puede combinarse
· Ortosa à Si3AlO5 K (Feldespato K) · Plagioclasas à Serie isomorfa desde feldespato sódico a cálcico (Albita a
Anortita)