Profesora: María Antonia Rojas Serrano

Transcripción

1 Profesora: María Antonia Rojas Serrano

2 CONCEPTO DE MINERAL Un mineral es un sólido, inorgánico, de origen natural, con estructura interna ordenada y composición química definida. Comprenderemos mejor el concepto de mineral, si analizamos cada uno de los términos de la definición por separado.

3 1. SÓLIDO: los minerales siempre se encuentran en estado sólido.(no son ni líquidos, ni gases) 2. INORGÁNICO: no procede de seres vivos. 3. DE ORIGEN NATURAL: se originan en procesos naturales, sin ser fabricados por el hombre. 4. CON ESTRUCTURA INTERNA ORDENADA: los átomos que forman los minerales se disponen en el espacio de manera ordenada y fija y dan lugar a una estructura cristalina. 5. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEFINIDA: los elementos que forman un mineral son siempre los mismos y guardan entre ellos una composición fija, aunque a veces iones con radios parecidos pueden sustituirse sin alterar la estructura mineral y en otras ocasiones los minerales contienen impurezas y no por ello dejan de ser ese mineral.

4 ESTRUCTURA DE LOS MINERALES Los átomos que forman la materia pueden situarse en el espacio de dos formas: Sin ningún orden, en este caso decimos que la materia presenta una estructura amorfa o vítrea. Ordenados según formas geométricas que se repiten en las tres direcciones del espacio formando una red; decimos entonces que la materia es cristalina.

5 Estructura cristalina Todos los minerales están formados por la repetición de una estructura básica denominada celda fundamental. La ordenación periódica tridimensional es la característica fundamental de la materia mineral cristalina y la base para el resto de las propiedades que un mineral puede presentar. Cuando esta materia cristalina formas caras planas recibe la denominación de cristal.

6 La coordinación es el proceso de relación de un átomo con los inmediatos. Al aproximarse dos iones de distinto signo, aparece una fuerza de repulsión (debida a las cargas de igual signo de sus cortezas) que va aumentando al disminuir la distancia, de forma que para una cierta distancia entre ambos, el proceso de aproximación no puede continuar. Por ello los iones pueden representarse mediante esferas de distintos tamaños. Debido a que los iones de cargas opuestas se atraen, un catión (Na + ) tiene tendencia de rodearse por el máximo número posible de aniones (Cl - ). El número y disposición de los aniones alrededor de un catión o de los cationes alrededor de un anión depende del tamaño de ambos.

7 Se denomina nodo a los iones que forman la estructura interna ordenada de la materia. La red espacial cristalina es un conjunto de nodos ordenados según relaciones de periodicidad.

8 Esta periodicidad viene determinada por lo parámetros o constantes cristalográficas y están constituidos por la distancia de los ejes y los ángulos que forma un nodo en relación con sus vecinos en el espacio. De esta manera si consideramos un nodo cualquiera como centro de referencia este presenta 3 ejes espaciales (A,B,C) cuya distancia entre ese nodo y el adyacente será (a,b,c) respectivamente. Y estos ejes a su vez forman 3 ángulos (a,b,g) C B A

9 Estas constantes cristalográficas definen la celda fundamental, cuya repetición forma la red cristalina. Cualquier propiedad que presente la red cristalina también la va a tener la celda fundamental. La estructura cristalina de todos los minerales puede explicarse en base a 7 redes cristalinas diferentes llamadas redes de Bravais. Cada una de estas redes tiene una constantes cristalográficas que definen su celdilla unidad.

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11 Isotropía y anisotropía Isotropía: las propiedades de un mineral son iguales en todas las direcciones. Sólo presentan isotropía el sistema cúbico y la materia amorfa. Anisotropía: cuando las propiedades de un mineral no son iguales en todas las direcciones, casi todos los minerales presentan anisotropía.

12 Isomorfismo y polimorfismo Isomorfismo: en un mineral se pueden producir sustituciones de unos elementos por otros, siempre que el radio de ambos elementos sea similar, sin que las estructuras sufran cambios. Un ejemplo de esto son la forsterita (silicato de magnesio) y la fayalina (silicato de hierro). Entre el paso de un mineral a otro existen minerales con proporciones intermedias de los dos iones (magnesio y hierro), a esta sustitución sucesiva de iones se denomina serie isomórfica.

13 Polimorfismo: es la característica que poseen aquellos minerales que presentan la misma composición química, pero su estructura cristalina es distinta. Como es el caso del diamante y el grafito, ambos están formados por carbono pero el diamante cristaliza en el sistema cúbico y el grafito en el hexagonal.

14 Otro caso de polimorfismo se da entre la caliza y el aragonito, ambos están formados por carbonato cálcico, pero la caliza cristaliza en el sistema trigonal y el aragonito lo hace en el rómbico.

15 PROPIEDADES DE LOS MINERALES Los minerales se pueden diferenciar por una serie de propiedades entre las que destacan: Dureza: es la resistencia que opone un mineral a ser rayado. Para medirla se emplea la escala de Mohs. Se determina rayando un mineral de dureza desconocida con otro de dureza conocida. En esta escala de Mohs, se han asignado 10 grados de dureza a minerales conocidos, de manera relativa.

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17 Brillo: es el aspecto que muestra la superficie del mineral al reflejar la luz que incide sobre él. Puede ser metálico, como el de los metales; sedoso, como el de la seda; vítreo, como el del vidrio; nacarado como el del interior de las conchas; adamantino, como el del diamante, etc.

18 Color: es el color que apreciamos en su superficie. Algunos minerales se pueden identificar fácilmente por el color, como el azufre; sin embargos, en otros como el cuarzo el color no sirve para su identificación, ya que presentan varias coloraciones.

19 Raya: es el color del polvo de un mineral cuando se raya. El color de la raya no varía y resulta más útil que el color para su identificación.

20 Exfoliación: el mineral se rompe a lo largo de ciertos planos. El mineral se puede romper formando cubos, caso de la galena y la pirita; formando láminas como las micas, etc.

21 Diafanidad: es la capacidad de dejar pasar la luz a su través. Los minerales pueden ser: Transparentes: si dejan pasar la luz y se distinguen los objetos a su través. Translúcidos: si solo dejan pasar la luz, pero no se distinguen los objetos. Opacos: si no dejan pasar la luz. Reacción química con ácido clorhídrico: la calcita reacciona con ácido clorhídrico produciendo efervescencia. Magnetismo: es la capacidad que presentan algunos minerales de ser atraídos por un imán.

22 FORMACIÓN DE LOS CRISTALES El proceso por el que se originan los cristales recibe el nombre de cristalización y puede producirse por: o Solidificación de materiales fundidos: así se forman los cristales de las rocas magmáticas, por enfriamiento del magma. o Sublimación de sustancias disueltas en gases: así se originan cristales de azufre en los conductos volcánicos por los que escapan los gases. o Precipitación química a partir de una disolución acuosa: así se forma la halita o el yeso.

23 Para que un cristal pueda desarrollarse bien son necesarias algunas condiciones: Tiempo: si el enfriamiento del magma se hace con rapidez, los átomos e iones presentes en el fundido no podrán disponerse de manera ordenada, y no se formarán cristales sino vidrio, o estos tendrán un escaso desarrollo. Si se trata de una disolución acuosa en la que la evaporación se produce demasiado rápido, se formarán simultáneamente muchos núcleos de cristalización, originándose numerosos cristales de tamaño microscópico. Espacio: para que un cristal se desarrolle bien es necesario que disponga de espacio. Si hay limitaciones espaciales se producirán interferencias por el crecimiento simultáneo de cristales próximos y ninguno de ellos adquirirá forma geométrica. Reposo: un ambiente agitado dificulta el proceso de desarrollo de los cristales.

24 CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES Atendiendo a su composición química los principales grupos de minerales son: Elementos nativos: oro, azufre, cobre Sulfuros: pirita, galena Haluros: halita, fluorita Óxidos: magnetita, hematites Carbonatos: calcita, dolomita Sulfatos: yeso, anhidrita Silicatos: olivino, cuarzo

25 Silicatos Constituyen el grupo más grande y complejo de los minerales, siendo los más abundantes en la corteza terrestre. Son combinaciones de silicio (Si) y oxígeno (O) con otros elementos. Están formados por la repetición del tetraedro de sílice (SiO 4 ), que es la unidad estructural.

26 Los tetraedros se unen entre sí formando estructuras más complejas, se dividen en: Nesosilicatos: formados por tetraedros de sílice aislados o unidos entre sí por átomos que no sean oxígeno. Por ejemplo: olivino Sorosilicatos: son dos tetraedros unidos por un oxígeno. Como epidota.

27 Ciclosilicatos: anillos formados por 2,3, 4 o 6 tetraedros enlazándose los tetraedros mediante átomos de oxígeno. Por ejemplo: berilo. Inosilicatos: los silicatos se organizan en cadenas simples (P. ej: piroxenos) o dobles (P. ej: anfíboles)

28 Filosilicatos: los tetraedros se disponen formando redes planas bidimensionales. Estando unidos por 3 átomos de oxígeno. Caso de la biotita y moscovita. Tectosilicatos: los silicatos se disponen en una red tridimensional y compacta, estando los tetraedros unidos por 4 átomos de oxígeno. Por ejemplo: cuarzo.