MINERALES
Definición: Se definen como constituyentes de la roca de la capa terrestre, y como sustancias sólidas naturales de composición química definida (compuestos inorgánicos). Son sólo los silicatos y óxidos los que constituyen aquella corteza, y se pueden
constituir por un elemento, dos elementos o tres o mas elementos
Elementos clave: que constituyen la corteza de la capa terrestre
Cristalización: El proceso de cristalización empieza donde todos los minerales están unidos formando una mezcla de iones a una temperatura aproximadamente de 1600° C, en esta masa caliente de minerales existe un equilibrio de co-existencia entre cada mineral con otro. Su origen está relacionado íntimamente con la temperatura y la presión; se sabe que éstas aumentan conforme la profundidad de la Tierra, además muchos minerales tienen diferentes puntos de fusión por lo que se van fundiendo convirtiéndose así en parte de la mezcla fundida que no es otra cosa que magma. Entonces si este proceso sigue hasta llegar a los minerales con más alto punto de fusión, podemos suponer que el magma contiene a todos los minerales existentes en la Tierra.
Los magmas constan de una fase líquida compuesta por una mezcla de silicatos fundidos, con más o menos cristales de minerales en suspensión y más o menos constituyentes gaseosos. (1). Un magma está principalmente formado por O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K y C2O, y en menor grado, componentes gaseosos como H2S, HCl, CH4 y CO. (3).Las condiciones bajo las cuales la mezcla se enfría y cristaliza determinan en una gran medida la naturaleza de los minerales resultantes.
“el resultado es una estructura
cristalina dado que los átomos, iones y moléculas, se encuentran ordenados y
ligados por fuerzas electromagnéticas de enlace químico”
Enlaces, estructuras y aleaciones:
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a. Intercambio de electrones, donde un átomo de cloro z= 17
satisface a un átomo de sodio z= 11
.
b. Una forma de compartir
electrones entre átomos de cloro en ambos casos se forman moléculas.
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Enlace Iónico: La falta de
electrones en un átomo y el excedente en otro pueden generar una configuración
estable
Enlace Covalente: Este enlace, en el
que se comparten electrones supera en fuerza al iónico de carácter
electrostático.
Enlace Metálico: los metales, tienen
el control sobre los electrones mas externos, de ese modo puede producir
enlaces metálicos de intensidad moderada.
Estructuras de Carbono: el carbono puede ligarse consigo mismo para formar el
diamante, el grafito o el carbón vegetal.
I.El diamante: los átomos de carbono se ordenan
tridimensionalmente en tetraedros En el diamante.
II.En el grafito: los átomos de disponen en capas
bidimensionales formando anillos de seis átomos, cada uno de ellos con 3
vecinos es decir 2 de su anillo y uno del otro
III.Carbón vegetal: la sustitución tiende a hacer la del
grafito y no la del diamante; donde existe capas de anillos hexagonales para la
extensión de cada arreglo es reducida..
Estructuras de Silicio: el silicio , con
idéntica estructura electrónica a la del carbono y extendida variedad de
compuestos, prefiere la unión con átomos no idénticos haciéndolo mas estable ,
por ejemplo, rodeándose de oxigeno. Tetraédricamente formando un anión de silicato.
— Aleaciones: Una masa metálica
está constituida por
iones metálicos,
en los cuales los electrones que sostienen el conjunto transitan sin sujeción a un núcleo específico (enlace metálico). La
variedad del metal se da
principalmente por
la diversidad del elemento ionizado que participa de la masa.
Propiedades Físicas de los minerales:
Específicas
1. Crucero o clivaje: Tendencia de un mineral hacia la separación a lo
largo de planos en una o más direcciones.
2. Fractura: Es
el carácter de la superficie de rompimiento que muestra un mineral que no presenta exfoliación o partición, sea el
mineral amorfo o cristalino (en el segundo caso la ruptura podrá estar controlada por el crucero del
mineral).
3. Dureza: Se define como la capacidad que tiene el mineral para rayar o dejarse
rayar por otros minerales u objetos; depende de la estructura cristalina, y por lo
tanto de la fuerza de enlace químico.
4. Tenacidad: Concepto que califica la resistencia cohesiva del mineral a diferentes tipos de esfuerzos; alude a cómo el mineral se
deja romper, desgarrar, moler o doblar. Se clasifican en:
•Frágil (sí rompe)
•Maleable (sí da láminas)
•Séctil(sí se deja rebanar)
•Dúctil (sí da hilos)
•Flexible
(sí se deja doblar)
•Elástica (sí recupera su forma después de
un esfuerzo)
5. Peso específico: Se entiende por peso específico el peso de la muestra sobre el peso del agua a 4ºC, cuando de ambas
sustancias se
contrastan volúmenes
iguales. Dicho valor depende de dos parámetros: la clase de átomos y la estructura cristalina.
Se toman los pesos de la muestra, seca(D), saturada (S) y en suspensión
sumergiéndola en
agua (F).
El peso específico aparente será:
Pa = D/(S-F)
El peso específico verdadero será:
Pv =
D/(S-F-A)
Siendo A = (S-D), el agua que satura los poros de la
muestra.
6. Propiedades ópticas: Dependientes de la Luz, como:
•La
diafanidad
•Brillo
•Color
•Espectro
•La
raya o huella
Principales sistemas cristalinos:
Cúbico o isométrico: (Forma de dado) En la simetría, 4 ejes ternarios.
Ortorrómbico: De base rectangular
y altura perpendicular
a la base. Con 3 ejes de simetría binarios.
Tetragonal: La base es un
cuadrado y la altura es
perpendicular a
la base.
Romboédrico: Llamado también
trigonal (formaba parte del
Hexagonal).
Hexagonal: De base hexagonal, con 4 ejes, siendo las 3 dela base iguales.
Monoclínico: Con base
rectangular y altura perpendicular.
Triclínico: Sistema cristalino sin ejes de simetría.
Sólo existe un centro de simetría.
Mineralogía Química: De acuerdo a
la composición química, los minerales pueden ser agrupados en silicatos,
óxidos, sulfuros, sulfatos, carbonatos, elementos nativos. Es la clase mineralógica
más importante por la diversidad y abundancia de especies. La unidad
estructural básica de estos minerales consta de cuatro oxígenos dispuestos en
los vértices de un tetraedro regular coordinados con silicio. Los tetraedros
pueden estar aislados (nesosilicatos) o comparten vértices
formando parejas (sorosilicatos), anillos (ciclosilicatos), cadenas
(inosilicatos), láminas (filosilicatos) y armazones tridimensionales (tectosilicatos).
Los silicatos: Se subdividen en ferromagnesianos y no ferromagnesianos, y consiste en la unión de un catión mas el anión SiO-4.
- —Ferromagnesianos: son silicatos de Fe y Mg oscuros y pesados, sobresalen entre ellos la Biotita (negra con raya blanca y laminado débil), de brillo vítreo, es un tipo de anfibo verde oscuro/negro y tiene ángulos agudos casi rectos.
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| Biotita |
- Los no Ferromagnesianos, debido a la ausencia
de Fe y Mg son claros y menos densos. Por ejemplo el cuarzo.
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| Cuarzo |
Los sulfuros: —Son la union de
un elemento con azufre, se encuentran las menas comercialmente mas importantes
de hierro, plata, cobre, mercurio, zinc y plomo.
Los carbonatos: —Son la combinacion de un elemento mas, el anion (CO3)-2.
Los sulfatos: —Son la combinacion de un cation mas el anion (SO4)-2.
Grupo de los elementos: Alrededor de una veintena de elementos se encuentran en la naturaleza sin combinar químicamente con otros, aunque a veces se presentan como mezclas homogéneas de dos o mas.
Grupos menores: Comprende los subgrupos sulfosales, nitratos, buratos, tungstatos, fosfatos, boratos y haluros.
Participación e importancia de los minerales: —Los silicatos mas los óxidos conforman el 75% de la corteza. Los feldespatos de Na, Ca y K conforman el 60% y principalmente las plagioclasas (45%) al ser las constituyentes de las rocas ígneas.
Minerales fundamentales:
—En las rocas ígneas: cuarzo, feldespatos, micas, augita, olivino y óxidos de hierro.
—En las rocas de metamorfismo: actinolita, asbesto, clorita,
epidota, granate, cianita.
—Sedimentarias: Plagioclasas, arcilla, dolomita, hematita, yeso.
Principales menas de minerales:
—Piedras Preciosas = Diamante, rubi, zafiro y la esmeralda.
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—Piedras Ornamentales = mármol, calizas y los granitos . Las
primeras importantes por su baja dureza y el mármol por su aspecto y
resistencia.
Bibliografía:
Los Minerales. Esmeralda. Muzo Colombia. www.esmeral.com (sin año)
Apuntes en clase
