Materia Atomos y Minerales

25-03-2012

1

Átomos – Elementos - Minerales

¿ De qué es el universo físico está hecho ?

Materia

uno de los problemas más evasivos en la ciencia

25-03-2012

2


Materia

Estados de la Materia

color, dureza


Materia

La materia tiene propiedades físicas

La materia tiene propiedades químicas

25-03-2012

3

la sustancia del universo físico

compuesto de átomos


Materia


Átomos

Conserva las propiedades de ese elemento

Más pequeña partícula posible

de un elemento

25-03-2012

4


Átomos

Demasiado pequeño para ver

Información sobre la estructura basada en modelos propuestos por químicos y físicos

Partículas Subatómicas Fundamentales

Protones +1 1 (1.00760)

Neutrones 0 1 (1.00890)

Electrones -1 0 (0.00055)

Carga eléctrica Masa


Núcleo

Núcleo

25-03-2012

5

Número Másico(masa atómica)

Número total de neutrones+

Número total de protones


Número Másico = 21 (p) + 23 (n) = 44

Número atómico

En un átomo es el # de protones que controla el carácter de un elemento más que el número de

otras partículas subatómicas


Número total de protones

25-03-2012

6

Elemento


Combinación especial de protones, neutrones yelectrones

No se puede dividir en otras sustancias por métodos químicos ordinarios


Elemento

Cada átomo del mismo elemento tiene el mismo número de protones

Cada adición de un protón con un electrón (equilibrio eléctrico) produce un otro elemento

25-03-2012

7


Elemento

Cada adición de un protón con un electrón (equilibrio eléctrico) produce un otro elemento

Partículas Subatómicas Fundamentales

Protones +1 1 (1.00760)

Neutrones 0 1 (1.00890)

Electrones -1 0 (0.00055)

Carga eléctrica Masa


Núcleo

25-03-2012

8


Cada electrón se añade de una manera sistemática a un nivel de energía particular o capa



25-03-2012

9


Se produce una configuración estable cuando la capa de valencia contiene Ocho (8) electrones

Electrones de valencia


Son los menos reactivos -Inertes


Solo los gases nobles tienen una capa externa completa

25-03-2012

10

Todos los demás átomos buscan una capa de valencia que contenga ocho electrones


Regla del Octeto

Establece que los átomos se combinan para formar compuestos y moléculas con el fin de obtener la

configuración electrónica estable de los gases nobles


Para satisfacer la Regla del Octeto, un átomo puede ganar, perder o compartir

electrones con otro o mas electrones

25-03-2012

11

Regla del Octeto


El resultado

Enlace

Regla del Octeto


El resultado de este proceso es la formacion de un “pegamento” electrico que une los atomos.

25-03-2012

12

Enlace

La mayoría de los átomos son químicamente reactivos y se unen entre si para alcanzar la configuración estable ,

conservando a la vez la neutralidad eléctrica general

Enlaces Iónicos

Enlaces covalentes

Enlaces Metálicos

Enlaces Van der Waals


Protones

Neutrones

Electrones

Átomos

Elementos


Materia

25-03-2012

13

Abundancia de los elementos en la corteza

Oxigeno (O) 46,6

Silicio (Si) 27,7

Aluminio (Al) 8,1

Hierro (Fe) 5,0

Calcio (Ca) 3,6

Sodio (Na) 2,8

Potasio (K) 2,6

Magnesio (Mg) 2,1

Todos los demas 1,7

Elemento % aprox. en peso

Total 100

Composición del Universo

- H 76% - He 23% - todos los demás 1%


Los minerales que forman la columna vertebral económica de nuestra civilización

Au, Cu, Pt, Ag

Oxigeno en minerales está fuertemente unido

Oxigeno (O) 46,6

Silicio (Si) 27,7

Aluminio (Al) 8,1

Hierro (Fe) 5,0

Calcio (Ca) 3,6

Sodio (Na) 2,8

Potasio (K) 2,6

Magnesio (Mg) 2,1

Todos los demas 1,7


25-03-2012

14


Los minerales que forman la columna vertebral económica de nuestra civilización

Au, Cu, Pt, Ag

Corteza no es homogénea

procesos geológicos han creado concentración de elementos.

Forma Cristalina


La mayoría de los sólidos en o sobre la corteza son cristalinos

25-03-2012

15

Forma Cristalina

Sustancia cristalina


una en que los átomos se ordenan en un patrón ordenado de repetición regular

liquido

no se disponen en un patrón ordenado

La mayoría de los minerales contienen sílice

Forma Cristalina


Oxigeno (O) 46,6

Silicio (Si) 27,7

Aluminio (Al) 8,1

Hierro (Fe) 5,0

Calcio (Ca) 3,6

Sodio (Na) 2,8

Potasio (K) 2,6

Magnesio (Mg) 2,1

Todos los demas 1,7


Una de la estructura cristalina más importante

Si + O = Sílice

25-03-2012

16

Forma Cristalina


Cuarzo

Sílice pura que se ha cristalizado

Silicatos-sustancias que contienen sílice

- la mayoría contiene otros elementos

- 90% de los minerales que forman las rocas

Tetraedro Silicio-Oxígeno


Componente básico de la mayoría de minerales comunes que forman las rocas

25-03-2012

17



En cada bloque: 4 O se embalan en torno a un solo átomo de Si

mucho más pequeño

4 caras geométricas en forma de pirámide


Los átomos del tetraedro están fuertemente unidas


25-03-2012

18

Para que tetraedro se estable dentro de una estructura cristalina

se debe:

1) Equilibrado por suficientes iones positivos

2) Compartir átomos de O con tetraedros adyacentes



Es un ion complejo con una carga de -4

SiO4-4

Si +4 + (4) O-2

+4 -8

Estructura de minerales silicatos

Silicatos- 90% de los minerales que forman las rocas

Tetraedro -componente básico fundamental

25-03-2012

19


Varían desde

Estructura de silicato aislado que depende enteramente

de iones + ve cargados


Varían desde

Estructura de silicato con Cadenas Sencillas

(grupo de los piroxenos)

25-03-2012

20


Varían desde

Estructura de silicato con Cadenas Dobles

(grupo de los anfiboles)


Varían desde

Estructura de silicato con Láminas

(grupo de los micas)

25-03-2012

21


Varían desde

Estructura de silicato con Redes Tridimensionales

(grupo de los feldespatos)


Minerale

25-03-2012

22

Sólido inorgánico natural que posea una estructura interna ordenada y una composición química definida

Minerales



Minerales


25-03-2012

23


Minerales



Minerales


Condiciones para ser un mineral

- Debe poseer una estructura interna ordenada

- Debe ser un solido (cristalina)

- Debe aparecer de forma natural

- Debe ser inorgánico

- Debe tener una composición química definida

- Debe tener propiedades físicas características

25-03-2012

24

Minerales



- Debe poseer una estructura interna ordenada

- Debe ser un solido (cristalina)

Mineraloidas

Minerales



- Debe aparecer de forma natural

- Debe ser inorgánico

orgánico

25-03-2012

25

Minerales



-Debe tener una composición química definida

el análisis químico de cualquier muestra de un mineral dado siempre

producirá la misma proporción de elementos

es de ser esperado debido a la orden inherentes de las sustancias cristalinas

Minerales



-Debe tener propiedades físicas características

Cada mineral tiene una disposición ordenada deátomos (estructura cristalina) y

una composición química definida, que proporciona un conjunto único de propiedades físicas

25-03-2012

26

Minerales



-Debe tener propiedades físicas características

Las propiedades físicas son las bases sobre las cuales generalmente se identifican minerales

Propiedades físicas de los minerales


Color

Raya

Brillo

Dureza

Forma cristalina

Fractura

Exfoliación

Peso especifico

Otros

25-03-2012

27


Color

Debido a que es tan obvio, estudiantes tienden a depender demasiado

primera cosa las personas ven acerca de un mineral


Color -cuarzo

25-03-2012

28


Color

Para algunos minerales proporciona pistas útiles

CinabrioAzufre Malaquita


Color

Nunca debe ser utilizado como la característica principal de identificación

El color de la mayoría de los minerales es muy variable

25-03-2012

29


Raya

Es el color de un mineral en polvo

Se obtiene frotando el mineral contra una pieza de porcelana no vidriada

Placa de raya

(streak plate)


Raya

Aunque el color de un mineral puede variar de una muestra a otra

la raya no cambia!!!!

Propiedad mas fiable

25-03-2012

30


Brillo

El aspecto o la calidad de la luz reflejada de la superficie de un mineral

Minerales que tienen el aspecto de metales (independiente del color)

Brillo Metálico


Brillo

Minerales con brillo no metálico se describe en

comparación con sustancias familiares

Vitreo Perlado Resino

Sedoso, Terroso

25-03-2012

31


Dureza

La resistencia de un mineral a la abrasión o al rayado

Una de las propiedades mas útiles

Se determina frotando un mineral de dureza desconocida

contra uno de dureza conocida o viceversa.


Dureza

25-03-2012

32


Forma cristalina

Es la expresión externa de un mineral que refleja la disposición interna ordenada de los átomos


Forma cristalina

Si permite la formación de un mineral sin restricciones de espacio,

desarrollara cristales individuales con caras cristalinas bien formadas

Casi siempre el crecimiento cristalino es interrumpido debido a la competición

por el espacio, lo que traduce en una masa de intercrecimiento de cristales

ninguno de los cuales exhibe su forma cristalina.

25-03-2012

33


Exfoliación

Tendencia de un mineral a romperse a lo largo de

planos de enlaces débiles

En la estructura cristalina de un mineral algunos enlaces

son mas débiles que otros


Exfoliación

Tendencia de un mineral a romperse a lo largo de

planos de enlaces débiles

- enlaces son fuertes

- no exfoliación

Cuarzo

– estructura laminada

- enlaces dentro de la lamina fuerte

- enlaces entre las laminas débiles

****se parta fácilmente***

Mica

25-03-2012

34


Exfoliación

Propiedad muy diagnóstica –uno de la más diagnóstica

Gran variedad de combinaciones de exfoliación

Cuando se rompen en mas de una dirección se describe por el

numero de planos exhibido y los ángulos a los cuales se producen.


Fractura

Es la forma en que una sustancia se rompe

La mayoría se fracturan de forma irregular.

Superficies curvas lisas que recuerdan a vidrios rotos

fractura concoide

25-03-2012

35


Peso específico

El cociente entre el peso de un mineral y el peso de un volumen igual de agua

Con un poco de practica

capaz de estimar peso especifico de minerales sosteniéndolos en la mano



Color

Raya

Brillo

Dureza

Forma cristalina

Fractura

Exfoliación

Peso especifico

Otros

25-03-2012

36


Otros

Sabor: halita

Aroma: arcillas, arsenopirita

Toque: talco - sensación jabonosa

grafito - sensación grasa

Magnetismo: magnetita

Solubilidad en ácido: calcita

.


Minerale


25-03-2012

37

Minerales


Se conocen por su nombre >4000 minerales

Cada año se identifican 40-50 nuevos minerales

Minerales


Sólo un número limitado componen la mayoría de las rocas en la tierra

Muchos minerales son raros

Muchos no tan importante a la geología

Algunos sólo ocurren en sólo un sitio único

Cuarzo

Feldespatos

Biotita

25-03-2012

38

Grupos de Minerales


La mayoría de los minerales se pueden clasificar en uno de grupos 7

Elementos Nativos

Haluros

Óxidos

Sulfuros

Carbonatos

Sulfatos

Silicatos

Elementos Nativos

Grupos de Minerales

Algunos minerales ocurren como elementos únicos

Au

C - grafito

- diamante

AgCu

25-03-2012

39

Haluros

Grupos de Minerales

Resultados de la combinación de ciertos cationes con elementos halógenos

Ocurre como precipitados de la evaporación

Halita NaCl Fluorita CaF2

Óxidos

Grupos de Minerales

Unión directa de un elemento con oxígenoFórmulas sencillas

Minerales de mena principales de Al, Fe, Cr, Mn

Corindón

Al2O3

Magnetita

Fe3O4

Cromita

Cr3O4

25-03-2012

40

Sulfuros

Grupos de Minerales

Unión de un elemento con azufre (S)

Sulfuros Importante

Galena PbS

Calcopyrita CuFeS2

Bornita Cu3S2

Esfalerita ZnS

Pirita FeS

Carbonatos –Sulfatos

Grupos de Minerales

combinaciones con los iones complejos

Grupos de gran importancias

(CO3)-2 (SO4)

-2

25-03-2012

41

Carbonates -Sulfates

Grupos de Minerales

Carbonatos

Compuesto con (CO3)-2

Ocurre en grandes cantidades en rocas sedimentarias

Carbonatos -Sulfatos

Calcita

CaCO3

Dolomita

CaMg(CO3)2

Carbonates -Sulfates

Grupos de Minerales

Sulfatos

Compuesto con (SO4)-2

Carbonatos -Sulfatos

Ocurre en grandes cantidades en rocas sedimentarias

Yeso

CaSO4. 2H2OAnhidrita

CaSO4

25-03-2012

42

SilicatosGrupos de Minerales

- 90% de los minerales que forman las rocas

Cada mineral tiene su

tetraedro silicio-oxigenofundamentales


Minerale


Materia Atomos y Minerales

Documents

Transcript of Materia Atomos y Minerales