UNIDAD II: Concepto de mineral. Origen y propiedades. Clasificación.

Definición de un mineral:

Un mineral es una sustancia natural y homogénea, con una composición química definida dentro de ciertos límites; y que posee propiedades físicas características y tiene, generalmente, estructura cristalina.

Estructura de un mineral:

La estructura es la disposición geométrica de los átomos e iones constituyentes.

Los minerales poseen una disposición interna característica del estado sólido y como consecuencia de orden interna, presentan, con frecuencia, formas limitadas por caras planas dispuestas por caras planas dispuestas de modo regular y simétrica, que se denomina CRISTAL

*Aunque no presente esta forma geométrica externa, sigue manteniendo su orden interno y todas sus propiedades características.

Se puede considerar el orden interno tridimensional de un cristal, como la repetición de un motivo en las tres direcciones del espacio, de tal modo que los alrededores de cada motivo son idénticos.

Cuando ignoramos la forma de los motivos y los reemplazamos por unos puntos, obtendremos un diagrama regular al que llamamos red. De ahí que: la red cristalina sea un entramado tridimensional abierto, en el que la unidad completa más pequeña se denomina Celda unidad.

Clasificación de los minerales:

Vamos a seguir una clasificación basada en la composición química. Actualmente conocemos más de 2000 especies de minerales. Estas especies, se agrupan según el anión o grupo aniónico dominante.

Se sigue este criterio porque los minerales que poseen que poseen el mismo grupo presentan entre sí mayores semejanzas que los minerales que tienen el mismo catión dominante, y además, tienden a presentarse asociados en los mismos yacimientos.

Las clases en que se agrupan normalmente los minerales son las siguientes:

· No silicatos:

Elementos nativos:

Metales

Semimetales

No metales.

Sulfuros y sulfosales:

Simples

Complejos

Óxidos:

Grupo de la cuprina

Grupo de la cincita

Grupo del hematites.

Grupo de l rutilo

Grupo de la espinela.

Haluros:

Carbonatos:

Grupo de la calcita

Grupo del arganito

Grupo de lo dolomita.

Grupo de los carbonatos hidratados.

Sulfuros:

Grupo de la baritina

Grupo de la anhidrita

Grupo de los sulfatos hidratados.

Fosfatos. Arseniatos y Vanadatos.

·Silicatos:

Silicatos:

Neosilicatos

Sorosilicatos

Ciclosilicatos

Inosilicatos:

· piroxenos.

· anfíboles.

Filosilicatos.

Tectosilicatos.

· feldespatos.

· feldespatoides.

Propiedades físicas:

De todas las propiedades físicas de los minerales, sólo nos basamos en aquellas que seamos capaces de determinar utilizando instrumentos sencillos ( lupa, vidrio o cuña de acera, imán...) y nuestros propios sentidos.

A esta forma de esta forma de estudiar los minerales se le denomina reconocimiento de Visú.

Las propiedades son :

Exfoliación y fractura: cuando al aplicar una fuerza a un mineral éste se rompe dejando dos superficies planas, se dice que posee exfoliación. Por fractura se entiende la forma de romperse un mineral cuando no se exfolia.

Dureza: es la resistencia que ofrece la superficie lisa de un mineral al ser rayada.

Tabla de dureza:

1)Talco. 6) Ortosa.

2) Yeso. 7) Cuarzo .

3)Calcita. 8) Topacio.

4)Fluorita. 9) Corindón.

5) Apatito. 10) Diamante.

Peso específico: es un número que expresa la relación entre el peso del mineral y el peso de un volumen igual de agua.

Brillo: se refiere al aspecto que presenta una superficie del mineral cuando se refleja la luz. Un mineral puede tener brillo metálico, no metálico y mate.

Color: cuando la luz blanca incide en la superficie de un mineral, parte de ella se refleja y parte se refracta. También puede ser incolora en caso de que no sufra ninguna absorción.

Huella: es el color del polvo fino de un mineral que coincida con el color de la raya.

Magnetismo: cuando los minerales son atraídos por un imán, se llaman “ferromagnéticos”. Si se atraen con un potente electroimán, se llaman “paramagnéticos”. Si no son atraídos por ningún imán, se llaman “diamagnéticos”

Otra característica que debemos tener en cuenta, es la forma que pueden presentar los cristales individuales. Podemos emplear para ello los siguientes términos:

Acicular: cuando los cristales son delgados y alargados como agujas.

Capilar: cuando los cristales recuerdan a cabellos o hebras.

Hojoso: cuando son cristales aplastados.

Cuando el mineral se presenta como una agrupación de cristales, encontramos formas:

Dendrítico: con forma arborescente.

Reticulados: cristales delgados agrupados en redes.

Radial: cristales dispuestos como los radios de un círculo.

Drusa: superficie recubierta por una capa de pequeños cristales.

CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES:

NO SILICATOS

CLASE I. ELEMENTOS NATIVOS:

Son elementos que sin juntarse con otros, forman minerales. Excepto los gases libres de la atmósfera, sólo se encuentran en la Tierra 20 elementos en este estado. De ellos algunos son muy frecuentes como: el oro, la plata, el cobre, el platino, el carbono, el azufre...

Se agrupan en:

Metales: presentan cúbicas formadas por átomos idénticos en coordinación

12, y con enlaces metálicos débiles. Son blandos, maleables y dúctiles;

buenos conductores del calor y de la electricidad. Tienen brillo metálico y

fractura astillosa.

Semimetales: Son poco frecuentes. Aspecto metálico y con enlaces covalentes quebradizos. Ej.: arsénico y bismuto.

No metales: son minerales relativamente abundantes. Esta grupo está formado por el azufre y dos variedades del carbono (diamante y grafito). Son malos conductores, se rompen fácilmente.

CLASE II. SULFUROS:

A esta clase pertenecen las combinaciones del azufre con diversos cationes metálicos. También se incluyen las combinaciones del arsénico y del estaño, con cationes metálicos y las sulfosales.

Se caracterizan por ser minerales opacos, con colores característicos, brillo metálica o adamantino o resinoso.

Se clasifican en:

Sulfuros simples: como la esfalerita, calcopirita, galena, cinabrio, argentita...

Sulfuros complejos: como la pirita, la cobaltina, o la arsenopirita...

CLASE III, ÓXIDOS:

Son aquellos compuestos en los que el oxígeno se combina con uno o más metales. El tipo de enlace suele ser iónico.

Dependiendo de la relación entre los cationes y el oxígeno se establecen 5 grupos:

Rel, cat-oxig empaquetamiento

A. Grupo de la Cuprina: X2:O cúbico

B. Grupo de la cincita: X:O Hexagonal

C: Grupo del Hematites: X2:O3 hexagonal

D: Grupo del rulito: X:O2 rómbico

E. Grupo de la espinela: XY2:O4 cúbico.

Aquí se encuentran minerales de gran importancia económica, como el hematites y la magnetita; la casiterita, la uranito el oligisto.

CLASE IV. HALUROS:

En esta clase los iones halógenos electromagnéticos del Br, Cl, F que presentan gran tamaño y se polarizan fácilmente, al combinarse con cationes relativamente grandes, se comportan como cuerpos perfectamente esféricos y conducen a estructuras de gran simetría.

Se caracterizan por tener un enlace iónico al que deben su baja dureza y su poca capacidad de conductores en estado sólido. Su punto de fusión son poco elevados, son incoloros y presentan un aspecto poco metálico.

Así aparecen minerales como la halita o la fluorita.

CLASE V. CARBONATOS:

Esta Clase se caracteriza por poseer el grupo (CO ) combinado con cationes metálicos divalentes. Este grupo forma una unidad estructural en la que los átomos de C yO están frecuentemente unidos en coordinación triangular.

Se clasifican en 4 grupos:

Grupo de la calcita: los grupos aniónicos se unen mediante enlaces iónicos a cationes de pequeño radio obteniéndose estructuras octaédricas trigonal.

Grupo del araganito: el grupo aniónico se une a cationes de menor radio en coordinación y simetría rómbica.

Grupo de la dolomita: son carbonatos dobles formados por la solución sólida de dos carbonatos del grupo de la calcita.

Grupo de los carbonatos hidratados: la azurita y la malaquita.

Algunos de estos minerales de esta clase son muy importantes ya que forman extensas masas de rocas sedimentarias o metamórficas.

CLASE IV. SULFATOS.

Se caracterizan por presentar el grupo ( SO ) combinado con cationes divalentes. Este grupo amónico se forma por la unión, mediante enlaces covalentes de un azufre con 4 átomos de O dispuestos en los vértices de un tetraedro., que se unen entre sí, mediante grandes cationes divalentes .

Se diferencian tres grupos:

Grupo de la Baritina: cada unión de Ba está coordinado con 12 de O Estructura rómbica.

Grupo de la anhidrita: cada unión de Ca está coordinado con 8 de O. Simetría rómbica, pero tiene diferentes estructuras debido al menor tamaño del ión Ca

Grupo de los sulfatos hidratados: de aquí el más importante es el yeso.

CLASE VII. FOSFATOS. ARSENIATOS Y VANADATOS.

Se caracterizan porque el O se combina con P, As, y V en coordinación tetraédrica formando grupos con la misma configuración y tipos de enlace. Esta semejanza estructural permite que sean frecuentes las series isomórficas.

De todos los minerales de este grupo el más importante es el Apatito, que es el componente principal de las rocas fosfatadas.

SILICATOS

CLASE VIII. SILICATOS:

Los silicatos se encuentran formando rocas ígneas, y éstas forman más del 90% de la corteza terrestre. Además, los silicatos se encuentran en rocas sedimentarias y metamórficas.

En los silicatos, el silicio se coordina tetraedricamente con el oxígeno. La unidad fundamental consta de 4 iones de oxigeno en los vértices de un tetraedro regular que rodea a un ión silicio tetravalente. El enlace entre los iones silicio y los del oxígeno es muy fuerte y puede ser considerado como iónico en un 50 % y covalente en otro50 %.

Cada ión oxígeno puede unirse a otro ión silicio entrando a formar parte de otra agrupación tetraédrica. Este enlace de tetraedros compartiendo O, se puede llamar polimerización

Las distintas formas según se pueden agrupar los tetraedros de SiO son:

· Los neosilicatos: son silicatos con grupos tetraédricos Si O

independientes.

· Los socrosilicatos: son los que tienen dos grupos de SiO conectados.

· Los ciclosilicatos: están formados por anillos de tetraedros Si O

enlazados entre sí.

· Los inosilicatos: son uniones de tetraedros formando cadenas simples o

cadenas dobles, resultando cadenas infinitas.

· Los filosilicatos: son cuando 3 de los O de un tetraedro se comparten

entre tetraedros contiguos, formándose láminas planas y

de extensión infinita.

· Los tectosilicatos: es cuando 4 O de un tetraedro se comparten entre los

tetraedro contiguos, obteniéndose una red

tridimensional.

Ejemplos de minerales:

• El azufre: Frágil, de color amarillo, brillo resinoso, de dureza menor de 2'5, que se encuentra cerca de los volcanes. (huele muy mal)

• El diamante: Brillo adamantino, la sustancia más dura conocida (dureza 10). Es carbono puro, bastante compacto encontrado en los depósitos aluviales.

• El grafito: brillo metálico, dureza muy baja, densidad baja, color negro o gris oscuro. Puede aparecer como constituyente en rocas ígneas o metamórficas.

• La esfalerita o blenda: Densidad muy alta y dureza alta, con brillo metálico, de color gris, marrón y amarillo. Es la mena más importante del zinc.

• La galena: aparece en forma de cubos, densidad muy alta, brillo metálico, dureza de 2'5, color y huella gris plomo (morado). Es muy corriente y se encuentra asociado a la pirita y a la esfalerita. (es del color del traje de noche V. De Marta). Exfoliación en sólidos.

• La pirita: Densidad alta, cristalizada en forma de cubo, dureza muy alta, brillo metálico, color oro,

• La calcopirita: se encuentra con aspecto masivo, densidad media, dureza alta, brillo metálico, color negro dorado. Es una de las menas más importantes del cobre. Se diferencia de la pirita porque tiene un color amarillo verdoso, y sólo aparece maºsiva, mientras que la pirita aparece formando cubos.

• El cinabrio: Densidad alta, dureza alta, brillo adamantino, si es puro, sino, terroso o mate, color rojo hígado, huele rojo escarlata. Es la mena más importante del mercurio. Es posible que se confunda con el oligisto, pero el oligisto tiene un color rojo negruzco y pesa menos.

• El oligisto: Densidad muy alta y dureza alta, brillo mate, color rojo y gris (rojo negruzco) Dureza alta y se trata de una mena importante de hierro. Se encuentra en rocas ígneas o metamórficas.

• La magnetita: Densidad muy alta dureza alta, color negro , color de la huella negro. Posee magnetismo fuerte.

• La halita o sal común: se presenta en cristales cúbicos, es incolora o blanca, y tiene un sabor salado.

• La fluorita: Densidad y dureza altas, colores variados, verde, blanco o violeta, brollo vítreo. Es un mineral abundante asociado a la plata y al plomo.

• La calcita: Densidad media y dureza baja, brillo vítreo, color caramelo o blanco, exfoliación en sólidos, asociada alas rocas sedimentarias.

• El aragonito: son prismas hexagonales, de color marrón o violeta, de dureza media-alta, de brillo vítreo , en el que aparecen bandas, como fibras.

• La baritina: Densidad altísima, su dureza es media, su brillo vítreo, color claro, blanco, marfil, Es el único mineral de color claro con altísima densidad.

• El yeso: Hay tres variedades

• Yeso especular: exfoliación laminar.

• Yeso fibroso: exfoliación fibrosa, su brillo recuerda a la seda, aunque sea brillo metálico.(nácar)

• Yeso rojo: se raya con la uña.

Se asocia a las rocas sedimentarias.

• La turmalina: de densidad media y dureza alta, los cristales suelen ser prismáticos, con un brillo vítreo, color marrón con rayas negras.

• La moscovita: Densidad baja y dureza también, es transparente e incolora en hojas delgadas (como papel celofan) con un brillo sedoso y nacarado.

• La biotita: presenta una estructura en capas, dureza media, color negro lapislázuli (como el pelo de los egipcios) Que aparece en rocas como: granitos, dioritas, gabros, peridotitas,..

• La ortosa: densidad media, color marrón mármol. Es componente granitos, sienitas,

• El cuarzo: generalmente es rosado o marrón dorado, dureza alta, brillo vítreo. Es muy abundante en areniscas ,en granitos, en cuarcitas...

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