QUÉ ES LA MATERIA? Líquidos gases sólidos LOS MINERALES SON SÓLIDOS

Transcripción

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2 QUÉ ES LA MATERIA? Cualquier cosa que tenga masa y ocupe espacio es materia. Los estados o fases de la materia son: Líquidos gases sólidos LOS MINERALES SON SÓLIDOS

3 ÁTOMOS Y ELEMENTOS La materia está formada de elementos químicos, que están formados por átomos, que son las unidades de materia más pequeñas. Un elemento está formado por átomos, todos con las mismas propiedades. Existen 92 elementos producidos de forma natural, todos tienen un nombre y un símbolo.

4 Número de e electrones en cada capa

5 Los electrones determinan el modo en el que los átomos se relacionan entre sí. El nº de electrones está condicionado por el nº de protones en el núcleo; los protones (+) atraen a los electrones (-) y los mantienen orbitando en las capas externas del átomo. Número atómico: número de protones en el núcleo ( y también de e-). Núcleo es muy pequeño respecto al volumen total del átomo Masa atómica: es la suma de los protones y neutrones del núcleo (e- tienen una masa insignificante)

6 ENLACE QUÍMICO Fuerzas electromagnéticas que mantienen unidos los átomos de modo que las moléculas resultantes obtienen configuraciones estables de mínima energía. Resultan de las interacciones entre los e- que hay en las capas externas de los átomos, pudiendo dar lugar a la unión de átomos del mismo o de diferentes elementos químicos Tipos de enlace químico: Enlaces Atómicos (Fuertes); son los que se dan entre átomos debido a las interacciones entre e- de las capas externas incompletas. Son : Iónico, covalente y metálico. Enlaces Moleculares (Débiles); o Fuerzas de Van der Waals, se dan entre moléculas y determinados átomos.

7 MINERAL

8 MINERAL: Sustancia inorgánica y de origen natural. Por lo tanto, no lo son: carbón, petróleo, vidrio, gemas artificiales, Sólido y con estructura interna cristalina. Por lo tanto, no son las sustancias amorfas: obsidiana, Composición definida, pero no necesariamente fija. Suelen tener composición fija: halita (NaCl), yeso (CaSO 4 ); algunos admiten sustituciones: olivino (Mg, Fe) 2 SiO 4. Posee propiedades físicas características. Se deben a su composición y su estructura: dureza, color, forma de cristales, ROCA: agregado sólido de uno o más minerales. También suele considerarse roca a la materia sólida natural parecida al mineral (p.e. obsidiana, carbón, petróleo,...) y a los carbones.

9 Estructura cristalina Hace referencia a la disposición tridimensional y regular de los átomos. En condiciones favorables (tiempo y espacio), los minerales crecen en las tres direcciones del espacio desarrollando cristales con sus caras cristalinas, vértices y aristas. La forma cristalina de un mineral es la manifestación externa de una estructura interna igualmente cristalina

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11 Estructura no cristalina (Amorfa) Son las que presentan aquéllas sustancias cuyas moléculas internas se disponen aleatoriamente con sus átomos orientados en cualquier dirección, sin seguir ninguna pauta de ordenamiento. Las sustancias amorfas están relacionadas con una velocidad de enfriamiento rápida. Pueden presentar dos tipos de estructuras: Estructura vítrea: Sustancias inorgánicas con una composición química simple Ej. (SiO 2 ) Estructura polimérica: Sustancias orgánicas con una complejidad molecular muy elevada. Ej. Lignina de la madera, PVC, poliestireno.

12 No todos los minerales presentan formas cristalinas bien desarrolladas, depende del tiempo de cristalización y especialmente, del espacio disponible Minerales masivos: Cuando crecen muchos cristales en poco espacio, definiendo un mosaico entrelazado de cristales, de manera que los cristales no se aprecian.

13 COMPOSICIÓN QUÍMICA Se muestra mediante una fórmula que relaciona el número de átomos de los elementos que constituyen la molécula elemental, repitiéndose según una red cristalina en las tres direcciones del espacio Ej. Anhidrita: Fórmula (CaSO 4 ) Tres elementos químicos (Ca, S, O) Relación atómica es 1:1:4 Consideraciones Elementos nativos: Ag, Au, Pt, C Grupos minerales: Grupo del Olivino (Mg,Fe) 2 SiO4 Cationes intercambiables son de tamaño iónico semejante

14 PROPIEDADES FÍSICAS Son aquellas propiedades características de los minerales, estando controladas por la composición química y la estructura cristalina. Su reconocimiento nos permiten clasificar los minerales Densidad (baja media alta) Color Brillo (metálico no metálico: vítreo, mate, terroso, céreo, graso ) Dureza (escala de mohs) Forma cristalina Exfoliación

15 EXFOLIACIÓN Propiedad física de los minerales de romperse según determinadas superficies planas regularmente espaciadas y con una orientación fija. Los planos de rotura son planos de debilidad en la estructura cristalina del mineral, estando relacionados con enlaces más débiles entre sus átomos. La Exfoliación tiende a reproducir la forma cristalina del mineral.

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17 CLASIFICACIÓN CRISTALOQUÍMICA DE STRUNZ (1970) composición química y estructura cristalina CLASE QUIMÍSMO EJEMPLOS CLASE I: Elementos nativos CLASE II: Sulfuros CLASE III: Óxidos e Hidróxidos CLASE IV: Halogenuros CLASE V: Carbonatos y Nitratos CLASE VI: Sulfatos CLASE VII: Fosfatos, Arseniatos y Vanadatos CLASE VIII: Silicatos Compuestos puros de un metal o no metal Au, Ag, Cu, Pt, S Combinación de uno o mas metales con azufre Combinación de metales con oxígeno o hidroxilos (OH-) Resultan de la unión de los aniones F-, Cl-, I-, Br- con cationes mono- y divalentes del grupo Na+, K+, Ca2+ ó Mg2+ Unión de los radicales (CO 3 ) -2 ó (NO 3 ) -2 con cationes mono-diva- y trivalentes Combinación de metales con anión sulfato (SO 4 ) -2 Combinación de varios elementos con el grupo aniónico PO 4 3- AsO 4 3- VO 4 3- Tetraedros de silicio (SiO 4 ) -4 unidos entre sí o combinados con metales Cinabrio (HgS) Pirita (FeS 2 ) Galena (PbS) Hematites (Fe 2 O 3 ) Magnetita (Fe 3 O 4 ) Brucita (Mg(OH) 2 ) Halita (NaCl) Fluorita (CaF 2 ) Malaquita (Cu 2 (OH) 2 CO 3 ) Dolomita Aragonito Yeso (Ca(SO 4 )+2(H 2 O)) Anhidrita (Ca(SO 4 )) Baritina (Ba(SO 4 )) Turquesa Apapito Ortosa

18 Porcentaje en peso de elementos en corteza terrestre Sodio 2,8% Magnesio 2,1% Otros 1,5% Potasio 2,6% Calcio 3,6% Hierro 5% Aluminio 8,1% Oxígeno 46,6% Silicio 27,7%

19 Porcentaje en volumen de los minerales mas comunes en la corteza terrereste

20 SILICATOS El componente fundamental es el tetraedro de Si-O, en el ambos elementos se unen mediante enlaces covalentes fuertes, disponiéndose los O en los vértices del tetraedro y el Si en el centro.

21 Los tetraedros Si-O se unen mediante cationes o compartiendo O, lo que permite diferenciar 6 subclases:

22 SU ABUNDANCIA Hay más de 3500 minerales, pero solo son comunes unos 20 o 25 de ellos. Los silicatos constituyen el 95% de la corteza. Siendo el cuarzo y los feldespatos (K, Ca, Mg) el 60%. Calcita y dolomita son los minerales más frecuentes en las rocas sedimentarias. Yeso, anhidrita y halita son comunes en algunas áreas concretas, pero escasos globalmente.

23 ORIGEN ENDÓGENO Silicatos ferromagnesianos: - Olivino - Piroxenos (augita) - Anfíboles (hornblenda) - Biotita (mica negra) Silicatos no ferromagnesianos: - Cuarzo - Feldespato K (ortosa) - Feldespato Ca, Na (plagioclasa) - Moscovita (mica blanca) ORIGEN EXÓGENO Silicatos no ferromagnesianos: - Arcillas (caolín, illita,..) Carbonatos: - Calcita - Dolomita Sulfatos: - Yeso - Anhidrita Haluros: - Halita (sal común) - Silvina, carnalita,..

24 SU ORIGEN ENDÓGENO Enfriamiento de magma Enfriamiento de fluidos hidrotermales del magma Metamorfismo EXÓGENO Precipitación en lagos y mares Sedimentación de conchas Alteración de minerales Enfriamiento aguas termales

25 EXPLOTACIÓN DE MINERALES (MINERÍA)

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