Minerales:Clasificación y Minerales:Clasificación y Propiedades de los MineralesPropiedades de los Minerales

Hernán Santos, Ph.D. Departamento de GeologíaRecinto Universitario de Mayagüez

¿Que es un Mineral¿Que es un Mineral??

Un mineral es un Un mineral es un sólido inorgánico sólido inorgánico que ocurre que ocurre naturalmente, con naturalmente, con una composición una composición química definida que química definida que puede ser expresada puede ser expresada con una formula y con una formula y cuyos átomos poseen cuyos átomos poseen una estructura una estructura interna definida.interna definida.

Los Minerales están compuestos de uno o Los Minerales están compuestos de uno o mas elementos. Un elemento es la forma de mas elementos. Un elemento es la forma de la materia mas simple y la cual no se puede la materia mas simple y la cual no se puede subdividir (en formas mas simples).subdividir (en formas mas simples).

Los átomos son las partículas mas pequeñas Los átomos son las partículas mas pequeñas de un elemento que retiene todas sus de un elemento que retiene todas sus características.características.

Cuando un mineral crece en un espacio Cuando un mineral crece en un espacio abierto los átomos o iones se arreglan de abierto los átomos o iones se arreglan de forma geométrica produciendo cristales.forma geométrica produciendo cristales.

Estructura cristalinaEstructura cristalina

La estructura interna ordenada de los La estructura interna ordenada de los minerales. minerales.

Cada mineral produce un arreglo único de Cada mineral produce un arreglo único de átomos e iones en tres dimensiones, análogo átomos e iones en tres dimensiones, análogo a huellas digitales que sirven para a huellas digitales que sirven para identificar el mismo.identificar el mismo.

Grupos Principales de MineralesGrupos Principales de Minerales

1- Silicatos; contienen silicón, oxigeno, y 1- Silicatos; contienen silicón, oxigeno, y otros elementos.otros elementos.

2- Carbonatos; contienen carbón, oxigeno, 2- Carbonatos; contienen carbón, oxigeno, calcio y otros átomos.calcio y otros átomos.

3- Óxidos; oxigeno y otros átomos.3- Óxidos; oxigeno y otros átomos. 4- Sulfatos; contienen sulfuro, oxigeno y 4- Sulfatos; contienen sulfuro, oxigeno y

otros átomos.otros átomos. 5- Sulfitos; contienen otros átomos (no 5- Sulfitos; contienen otros átomos (no

oxigeno)oxigeno)

Debido a que silicón y oxigeno son Debido a que silicón y oxigeno son elementos bien abundantes en la Corteza elementos bien abundantes en la Corteza Terrestre, los silicatos son un 90% de los Terrestre, los silicatos son un 90% de los minerales que la componen.minerales que la componen.

ElementoElemento % en Corteza Terrestre% en Corteza Terrestreoxigenooxigeno 45.2045.20silicónsilicón 27.2027.20aluminioaluminio 8.0 8.0CalcioCalcio 5.8 5.8MagnesioMagnesio 2.7 2.7SodioSodio 2.3 2.3PotasioPotasio 1.7 1.7

Los SilicatosLos Silicatos

SiO4, Si es un Ion pequeño con carga positiva que SiO4, Si es un Ion pequeño con carga positiva que cuadra muy bien dentro de los iones grandes con cuadra muy bien dentro de los iones grandes con carga negativa de oxigeno. carga negativa de oxigeno.

Forman un tetraedro de silicio con carga de Forman un tetraedro de silicio con carga de negativo 4 (-4).negativo 4 (-4).

O2-

Si4+

O2-

O2-

O2-

Para formar una carga eléctrica neutral un Para formar una carga eléctrica neutral un tetraedro de silicio tiene que adquirir cuatro tetraedro de silicio tiene que adquirir cuatro cargas positivas. cargas positivas.

Iones positivos se pueden unir al tetraedro o Iones positivos se pueden unir al tetraedro o tetraedros adyacentes pueden compartir sus tetraedros adyacentes pueden compartir sus oxígenos.oxígenos.

Existen 5 grupos Existen 5 grupos principales de principales de estructuras cristalinas estructuras cristalinas de silicio:de silicio:– Tetraedros Tetraedros

independientesindependientes

– Cadenas simplesCadenas simples

– Cadenas doblesCadenas dobles

– Capas de tetraedrosCapas de tetraedros

– Estructuras Estructuras tridimensionales de tridimensionales de tetraedrostetraedros

Tetraedros independientesTetraedros independientes

Los tetraedros Los tetraedros independientes están independientes están unidos por un ion unidos por un ion positivo y no positivo y no comparten sus comparten sus oxígenos.oxígenos.

Ej. OlivinaEj. Olivina

Cadenas simplesCadenas simples Cada tetraedro Cada tetraedro comparte dos oxígenos comparte dos oxígenos restando una carga de restando una carga de (-2). Como la unión (-2). Como la unión dentro de cada cadena dentro de cada cadena es fuerte y la unión es fuerte y la unión entre cadenas mas entre cadenas mas débil; estos minerales débil; estos minerales tienden a tener clivaje.tienden a tener clivaje.

Ej. piroxenoEj. piroxeno

Cadenas doblesCadenas dobles Una cadena doble se Una cadena doble se

forma cuando forma cuando tetraedros adyacentes tetraedros adyacentes comparten dos comparten dos oxígenos y un tercer oxígenos y un tercer oxigeno es compartido oxigeno es compartido con otra cadena de con otra cadena de tetraedros.tetraedros.

Ej. hornablendaEj. hornablenda

Capas de tetraedrosCapas de tetraedros Los tres oxígenos en la Los tres oxígenos en la

base del tetraedro son base del tetraedro son compartidos. El cuarto compartidos. El cuarto oxigeno esta libre para oxigeno esta libre para unirse a un ion de unirse a un ion de carga positiva.carga positiva.

Ej. Mica (biotita, Ej. Mica (biotita, moscovita)moscovita)

Estructuras tridimensionales de Estructuras tridimensionales de tetraedrostetraedros

Cuando todos los Cuando todos los oxígenos son oxígenos son compartidos con compartidos con tetraedros adyacentes tetraedros adyacentes resulta en una resulta en una estructura estructura tridimensional.tridimensional.

Ej.Ej.

La Forma de los Cristales

Carbon y Diamante

¿Como identificamos los ¿Como identificamos los mineralesminerales??

Las características químicas de los Las características químicas de los minerales resultan en combinaciones únicas minerales resultan en combinaciones únicas de propiedades químicas y físicas que se de propiedades químicas y físicas que se pueden utilizar para identificar los pueden utilizar para identificar los minerales.minerales.

Color, traza, dureza, lustre, clivaje, fractura, Color, traza, dureza, lustre, clivaje, fractura, olor y sabor, efervescencia, y forma olor y sabor, efervescencia, y forma cristalina.cristalina.

ColorColor El color puede ser útil en la El color puede ser útil en la clasificación de algunos clasificación de algunos minerales y no ser importante en minerales y no ser importante en otros.otros.

Cuarzo pude existir en muchos Cuarzo pude existir en muchos colores.colores.

Azufre, epidote, malaquita, Azufre, epidote, malaquita, azurita en un solo color.azurita en un solo color.

El cuarzo puede tener diferentes colores. Para este mineral el color NO es una propiedad útil para su clasificación

ColorColor

Color

La Azurita es siempre del mismo color azul.

Malaquita es siempre del mismo color verde.

Algunos minerales de colores brillantes como el azufre y el rejalgar son fácil de identificar por su color. Estos minerales suelen ser venenosos.

Azufre Rejalgar

TrazaTraza Cuando los minerales Cuando los minerales

son raspados en una son raspados en una placa de porcelana placa de porcelana estos dejas una traza estos dejas una traza de un color especifico. de un color especifico. En ocasiones la traza En ocasiones la traza del mineral es de un del mineral es de un color diferente al color color diferente al color del mineral. Ej. Piritadel mineral. Ej. Pirita

La pirita, “El oro

de los Tontos” se puede distinguir del oro por su raspadura en una placa de porcelana, también conocida como traza.

DurezaDureza

LustreLustre El lustre describe que tanto El lustre describe que tanto

el mineral refleja la luz en su el mineral refleja la luz en su superficie.superficie.

Existen lustres metálicos o Existen lustres metálicos o no-metálicos. En los no-metálicos. En los metálicos los electrones metálicos los electrones sueltos son activados por la sueltos son activados por la luz resultando en un lustre luz resultando en un lustre brillante.brillante.

Los no-metálicos pueden ser Los no-metálicos pueden ser de vidriosos a de vidriosos a completamente opacos.completamente opacos.

ClivajeClivaje

Clivaje es la tendencia de Clivaje es la tendencia de algunos minerales a partir a algunos minerales a partir a lo largo de planos débiles lo largo de planos débiles en su estructura cristalina. en su estructura cristalina. Cada fragmento resultante Cada fragmento resultante tendrá la misma forma. El tendrá la misma forma. El numero de clivaje varia en numero de clivaje varia en los minerales. Algunos los minerales. Algunos minerales no tienen clivaje minerales no tienen clivaje y otros tienen 2, 3 , 4.y otros tienen 2, 3 , 4.

ClivajeClivaje es la tendencia de los minerales de partir a lo largo de planos débiles en la estructura cristalina.

Mica- tiene un clivaje

Fluorita- tiene cuatro clivajes

FracturaFractura

Minerales que no tiene Minerales que no tiene clivaje (por que su clivaje (por que su estructura cristalina es estructura cristalina es fuerte) se parten a lo fuerte) se parten a lo largo de fracturas; por largo de fracturas; por lo general de forma lo general de forma concoide.concoide.

Olor y saborOlor y sabor

En muchas ocasiones En muchas ocasiones vera geólogos oliendo vera geólogos oliendo o probando las o probando las muestras. Esto se debe muestras. Esto se debe a que algunos mineral a que algunos mineral tienen sabor y olor.tienen sabor y olor.

Otros minerales se Otros minerales se adhieren a la lengua al adhieren a la lengua al probarlos.probarlos.

Algunos minerales de Algunos minerales de color brillante son color brillante son venenosos.venenosos.

Realgar

Orpiment

EfervescenciaEfervescencia

Minerales que Minerales que contiene COcontiene CO3 3 muestran muestran

efervescencia cuando efervescencia cuando se mezcla con un se mezcla con un ácido.ácido.

Forma cristalinaForma cristalina La forma geométrica tridimensional de un cristal es La forma geométrica tridimensional de un cristal es

el reflejo del arreglo interno de su estructura. Esta el reflejo del arreglo interno de su estructura. Esta forma es suficiente en ocasiones par clasificar el forma es suficiente en ocasiones par clasificar el mineral. Los ángulos entre las caras de los cristales mineral. Los ángulos entre las caras de los cristales siempre son los mismos.siempre son los mismos.

El angulo etre las caras de El angulo etre las caras de un cristal de cuarzo es de un cristal de cuarzo es de 120 grados.120 grados.

MagnetismoMagnetismo