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Capítulo 2: Los Minerales Geología Física
La materia y su composición • TODO lo que tenga masa y ocupe espacio es materia
• La materia se presenta en uno de tres estados o fases, todos ellos importantes para la geología:
• sólido,
• líquido y
• gaseoso
• El objeto de nuestro estudio con los minerales se centra en los sólidos, porque todos los minerales son sólidos.
La materia se compone de átomos
• La materia se compone de elementos químicos,
• constituidos por partículas increíblemente pequeñas conocidas como átomos.
• Los átomos constan de un núcleo compacto, compuesto de uno o más protones, y neutrones.
• Rodeando al núcleo hay electrones de carga negativa, que giran alrededor en capas de electrones.
• El número de protones del núcleo de un elemento determina cuál es este elemento y designa su número atómico.
Clasificación de los elementos
los minerales son: 1. Sustancias sólidas producidas por procesos inorgánicos
naturales
2. Poseen una composición química definida
3. Y una estructura atómica interna determinada
4. Que bajo condiciones favorables puede desarrollar formas geométricas definidas conocidas como cristales.
1. La ciencia que estudia los Minerales es la MINERALOGÍA
CRISTALOGRAFÍA
Cristal. Un cristal es un sólido con los siguientes elementos de
forma externa:
caras, que son superficies planas, lisas y en general brillantes,
que limitan el cristal,
aristas que se determinan por la intersección de dos caras
adyacentes,
vértices, que se determinan por la interacción de tres o más
caras.
CRISTALOGRAFIA
La existencia de estos elementos de forma determina que existan
también elementos de simetría, según los cuales se disponen las
caras, aristas y vértices, en el espacio y son:
Plano de simetría (P),
Eje de simetría (E),existen ejes binarios (E2), ternarios (E3),
cuaternarios (E4) y senarios (E6). Cada uno de ellos representa el
número de veces que se repite el aspecto del cristal en una
revolución completa.
Centro de simetría (C), es un punto a través del cual se
equidistan las caras, aristas y vértices.
Redes de Bravais
• La composición del mineral se muestra generalmente:
• Por la fórmula química,
• forma abreviada de indicar el número de átomos de los diferentes elementos que lo componen
• El cuarzo consta de 1 átomo de silicio (Si) por cada 2 átomos de oxígeno (fórmula SiO2el número, el subíndice indica el número de átomos)
• La ortoclasa (llamada también ortosa) se compone de un átomo de potasio, uno de aluminio, tres de silicio y ocho de oxígeno de modo que su fórmula es KAlSi3O8
CRISTALOQUÍMICA
ISOMORFISMO. Dos minerales o más son isomorfos cuando presentan un mismo sistema cristalino (igual forma) y distinta composición química.
Son isomorfos la galena y la halita, su celdilla elemental es cúbica.
La galena es sulfuro de plomo y la halita cloruro sódico.
CRISTALOQUIMICA POLIMORFISMO. cuando presentan la misma composición química y distinto sistema cristalino. Composión Mineral Simetría Química
SiO2 Cuarzo Trigonal
Tridimita Hexagonal
Cristobalita Cúbico
CaCO3 Calcita Trigonal
Aragonito Ortorrómbico
C Diamante Cúbico
Grafito Hexagonal
PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS MINERALES
Las propiedades físicas de los minerales son muy importantes para la determinación rápida de los minerales, pues muchos de ellos pueden reconocerse por simple observación. Estas propiedades se pueden agrupar en:
propiedades vectoriales, aquellas que se verifican según un sentido y dirección de un vector imaginario,
propiedades ópticas, se verifican de acuerdo al comportamiento de la luz en el mineral,
propiedades escalares, son aquellas que se verifican de la misma manera en todos los sentidos y direcciones,
Propiedades vectoriales
Dureza.- Representa la resistencia ofrecida por un mineral a la
abrasión o al rayado y varía con la dirección cristalográfica
considerada. Mohs determinó una escala de durezas relativas,
basado en minerales más comunes. Los números más altos
representan a los minerales más duros.
Escala de Dureza de Mohs
1. Talco
2. Yeso
3. Calcita
4. Fluorita
5. Apatita
6. Ortoclasa
7. Cuarzo
8. Topacio
9. Corindon
10. Diamante
Propiedades vectoriales
Exfoliación y fractura.- Esta propiedad física representa el
modo de separarse los cristales al aplicarles una fuerza (golpe o
caída), diferenciándose en: exfoliación si se rompe en
fragmentos con formas geométricas, y fractura ( si aparece una
superficie de rotura irregular como concoidea o astillosa).
Tenacidad.- Es la resistencia que un mineral opone a ser roto,
molido, doblado o desgarrado y es típica de los minerales
metálicos.
Propiedades ópticas
Brillo.- Es la posibilidad que tiene el mineral de refractar o
reflejar el rayo de luz que sobre él incide. Esta propiedad además
de óptica puede ser considerada vectorial debido al
comportamiento dual de la luz.
Tipos de brillo: métalico, adamantino, vítreo, nacarado, resinoso, mate,
etc.
Transparencia.- La propiedad de la transparencia está
estrechamente vinculada con el brillo y es función del
comportamiento del rayo de luz en los cristales de los minerales.
Así los minerales pueden ser: Transparentes, semitransparentes,
translúcidos y opacos.
Propiedades ópticas
Color.- El color de los minerales depende de la incidencia
del rayo de luz y de la absorción diferencial de las ondas
luminosas. En algunos casos el color es propio del mineral,
debido a cantidades apreciables de un elemento dado, como el
hierro que tiene un fuerte poder de pigmentación, es el caso de
los minerales idiocromáticos .
En otros casos el color se debe a la presencia de impurezas, es
lo que ocurre en los minerales alocromáticos.
Color de raya.- Es el verdadero color de los minerales al
comprobarlos sobre una porcelana. Ej: Pirita (S2Fe) color:
amarillo oro, color de raya: negro
Propiedades Escalares
Hábito.- Es el aspecto natural en que se presentan los minerales
en la naturaleza y los más corrientes son: masivo, prismático,
hojoso, bandeado, laminar, acicular, etc.
Otras:
peso específico
fluorescencia
fosforecencia
magnetismo
Grupos minerales
• Se han identificado y descrito más de 3500 minerales, pero sólo unos cuantos —tal vez dos docenas— son particularmente comunes, llamados minerales formadores de rocas
• Los geólogos reconocen clases o grupos de minerales, cada una con miembros que comparten el mismo ion o grupo de iones cargado negativamente
• Los iones son átomos que tienen una carga eléctrica positiva o negativa, resultante de la pérdida o ganancia de electrones en su capa más externa
Elementos comunes en la corteza terrestre
elemento simbolo % Corteza
(peso)
% Corteza
(atomos)
Oxígeno O 46.6 62.6
Silicio Si 27.7 21.2
Aluminio Al 8.1 6.5
Hierro Fe 5.0 1.9
Calcio Ca 3.6 1.9
Sodio Na 2.8 2.6
Potasio K 2.6 1.4
Magnesio Mg 2.1 1.8
Todos los
demás 1.5 0.1
Algunos grupos minerales Grupo Mineral Ion o grupo de
Iones -
Ejemplos Composición
Carbonato (CO3)2-
Calcita
Dolomita
CaCO3
CaMg(CO3)2
Haluro Cl1-, F1- Halita NaCl
Hidroxilo (OH)1- Limonita FeO(OH).H2O
Elemento Nativo Oro
Diamante
Au
C
Oxido O2- Hematita Fe2O3
Silicato (SiO4)4-
Cuarzo
Olivino SiO2
Sulfato (SO4)2- Yeso CaSO4.2H2O
Sulfuro S2- Pirita
Galena
FeS2
PbS
Grupo de los silicatos
• Grupo de minerales más común en la corteza terrestre. Formados por tetraedros Si-O4
Grupo de los Silicatos
Clase o Grupo Disposicion tetraedros
SiO4
Proporción Si:O
Nesosilicatos Independiente 1:4
Sorosilicatos Parejas 2:7
Ciclosilicatos Anillos 1:3
Inosilicatos Cadenas sencillas, Cadenas dobles
1:3 4:11
Filosilicatos Hojas 2:5
Tectosilicatos Armazones 1:2
Grupo de los silicatos
• Nesosilicatos: Olivino
• Sorosilicatos: Hemimorfita
• Ciclosilicatos: Berilo
• Inosilicatos: cadenas sencillas-Enstatita
• Inosilicatos: cadenas dobles-Tremolita
• Filosilicatos: Talco
• Tectosilicatos: Cuarzo
Preguntas
¿?