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Mineralogía Primera parte: Cristalografía
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MineralogíaPrimera parte:Cristalografía
Cristalografía
Cristalografía
• Átomos ordenados
• Enlaces
• Formación de cristales
• La corteza terrestre está hecha de minerales
• En los minerales los átomos están ordenados
• La corteza terrestre esta formada por fragmentos de materia (cristales) en los que los átomos están ordenados de la misma manera
Átomos ordenados
• Iónico
• Covalente
• Metálico
• Enlace molecular
Enlaces
• La formación del enlace exige que los átomos se sitúen a la distancia de enlace
• Esto obliga a que adopten distribuciones regulares, buscando las:- más compactas- más simétricas- más interconectadas
• Estas distribuciones siguen las reglas de Pauling
Formación de cristales
Hipótesis en las que se basan:
• Los sólidos cristalinos se comportan como iónicos
• Los iones se comportan como esferas cargadas incompresibles y no polarizadas
Reglas de Pauling
• 1. Coordinación:
Alrededor de los cationes se colocan los aniones, en una distribución poliedrica con tantos vértices como aniones quepan alrededor del catión
1ª Regla de Pauling
Índices de coordinación
2 3 4 6 8 12
0.732-1.000 1.000 0.414-0.732 0.225-0.414 0.155-0.225
Índice deCoordinación
Poliedro deCoordinación
Rango de Rc/Ra
Ejemplo 1: NaCl
NaClRNa = 0.96 ÅRCl = 1.83 Å
RNa/RCl = 0.5
Ejemplo 1: NaCl
NaClRNa = 0.96 ÅRCl = 1.83 Å
RNa/RCl = 0.5
Ejemplo 1: NaCl
NaClRNa = 0.96 ÅRCl = 1.83 Å
RNa/RCl = 0.5
Ejemplo 2: CaCl₂
CaCl₂RCa = 0.98 ÅRCl = 1.83 Å
RCa/RCl = 0.5
Ejemplo 2: CaCl₂
CaCl₂RCa = 0.98 ÅRCl = 1.83 Å
RCa/RCl = 0.5
Ejemplo 2: CaCl₂
CaCl₂RCa = 0.98 ÅRCl = 1.83 Å
RCa/RCl = 0.5
Ejemplo 2: CaCl₂
CaCl₂RCa = 0.98 ÅRCl = 1.83 Å
RCa/RCl = 0.5
• 2. La estabilidad es mayor si en cada anión se compensan sus cargas negativas con los cationes que le rodean
2ª Regla de Pauling
Valencia electrostatica e.v. = valencia/CN
• 3. Compartir aristas y caras entre poliedros adyacentes hace que la estabilidad se reduzca
3ª Regla de Pauling
• Principio de parsimonia: en un cristal, el número de posiciones diferentes de un ión tiende a ser pequeño, aunque la fórmula y la estructura sean complejas
4ª Regla de Pauling
Ca2Mg5 [Si8O22(OH)2]
• La estabilidad del mineral depende de la viabilidad de su estructura cristalina.
• No todos los compuestos químicos pueden aparecer como minerales importantes.
Estabilidad de las estructuras
• Cationes con tamaños similares (normalmente hasta 15% de diferencia) que tengan el mismo índice de coordinación con el anión podrán sustituirse en las estructuras
Sustitución Isomorfa
Sustitución Isomorfa en los silicatos
Coordinación Catión Radio Å Rc/Ro
4 SiAl
0.390.51
0.2780.364
6
AlFe (III)
MgTi
Fe (II)Mn (II)
0.510.640.660.680.740.80
0.3640.4560.4700.4850.5270.570
8 NaCa
0.970.99
0.6910.706
12KBaRb
1.331.341.47
0.9480.9551.048
Coordinación en los minerales metálicos
Coordinación 8
Coordinación 12
Coordinación compacta índice 12Hexagonal
Cúbica
Los granos de arena
• Los granos de arena redondeados y de tamaño similar tienden también a distribuciones compactas
• Alterar la distribución sólo puede llevar a aumentar el volumen, porque ya es de la máxima compacidad
