Transcript Unidad III Los Minerales

Unidad III
Los Minerales
Los Minerales
La corteza terrestre y los océanos son la fuente
de una amplia variedad de minerales útiles y
esenciales. Cada uno de los casi 4,000
minerales de la Tierra esta exclusivamente
definido por su composición química y su
estructura interna.
Los Minerales
En la actualidad se conocen 112 elementos.
De ellos, solo 92 aparecen de forma natural.
Algunos minerales, como el oro o el azufre,
están compuestos exclusivamente de un
elemento. Pero la mayoría consta de una
combinación de dos o más elementos, reunidos
para formar un compuesto químicamente
estable.
Los Minerales
Estructura Atómica
Los átomos tienen una región central,
denominada núcleo, que contiene protones
muy densos (partículas con carga eléctrica
positiva) y neutrones igualmente densos
(partículas con carga eléctrica neutra).
El número de protones encontrados en un
núcleo atómico determina el número atómico y
el nombre del elemento.
Atomo – presenta un nucleo rodeados por
electrones que se mueven por orbitas.
Enlace
Los elementos se combinan entre si para formar una
amplia variedad de sustancias mas complejas.
Los enlaces pueden ser de dos tipos:
Enlaces químicos
Enlaces covalentes
Enlaces químicos
Enlaces químicos: La mayoría de los
minerales son compuestos químicos. Por tanto
los compuestos iónicos consisten en una
disposición ordenada de iones con cargas
opuestas reunidas según una proporción
definida que suministran una neutralidad
eléctrica global.
Enlaces covalentes
Enlaces covalentes: No todos los átomos se
combinan mediante la transferencia de electrones
para formar iones.
Otros átomos comparten
electrones. Por ejemplo los elementos gaseosos
oxigeno (O2), hidrogeno (H2) y cloro (Cl2) existen
como moléculas estables que consisten en dos átomos
reunidos, sin transferencia completa de electrones. El
enlace producido al compartir electrones se denomina
enlace covalente.
Reacciones y Compuestos quimicos –
combinaciones de átomos
Raramente los Elementos se concentran solos
en la naturaleza - “elementos nativos” : oro,
plata, cobre, hierro, azufre, oxígeno, nitrógeno
+ otros gases.
Muchas sustancias son formadas como
resultados de la combinación de dos o más
elementos formando los compuestos.
Los Minerales
Se encuentran de manera Natural
Son inorgánicos
Son sólidos cristalinos
Tienen una composición química definida
Los Minerales
Los cristales reflejan la estructura interna atomica
y tambien controlan sus propiedades
Definición
Un mineral es un sólido natural e inorgánico que posee una composición
química característica y un ordenamiento atómico tridimensional y
sistemático. Por lo tanto debe de tener las siguientes características:
Características que debe tener un mineral
Debe ser un sólido cristalino
Debe ser formado por procesos naturales.
Debe ser un compuesto inorgánico
Deben tener una composición constante
Debe poseer propiedades físicas características
Otras definiciones
• Cristales cuerpo limitado
por superficies planas (igual
a caras) distribuidas y
ordenadas según las leyes
definidas y que son la
expresión externa del orden
interno de los átomos.
Muchos sólidos pueden ser
cristalinos y no tener una
forma externa geométrica;
basta que su estructura
interna tenga un modelo
regular.
Otras definiciones
Hábito forma en que se encuentran los minerales en la
naturaleza
Otras definiciones
• Sustancias no cristalinas o amorfas: son
sólidos naturales que carecen de un
ordenamiento sistemático de sus átomos y
estos se hallan dispuestos al azar; ejemplo de
tales sustancias son el vidrio, el ópalo y la
limonita. Solamente unas pocas sustancias no
cristalinas son consideradas como minerales
por la fuerza de la costumbre, y de modo
general se llaman mineraloides.
Otras definiciones
• Agregado cristalino: en la naturaleza los
minerales no suelen presentarse aislados, sino
que lo hacen en grupos llamados agregados
cristalinos. Esto pueden ser monominerales, es
decir, compuestos de un solo tipo de
mineral(ejemplo mármol) o poliminerales, o
sea, integrados por varios tipos de
minerales(igual roca).
Otras definiciones
• Secreciones:
relleno
de
cavidades,
generalmente esféricas. La precipitación del
mineral empieza en la pared y forma capas
concéntricas con diferencias en el color,
composición, porosidad y tamaño de grano.
Por este proceso resultan almendras
(pequeñas) o geodas (grandes), ejemplo: ágata.
Otras definiciones
• Concreciones: aglomerados o nódulos
esféricos formados en rocas sedimentarias
porosas. Muchas veces se forman en torno de
cuerpos ajenos (restos orgánicos, granos de
arena). Crecen desde un núcleo hacia fuera,
ejemplos: nódulos de manganeso, oolitos.
Otras definiciones
• Pátina: se dice que un mineral presenta patina
cuando el color de la superficie es diferente al
color de su interior y se presenta cuando el
mineral ha sido expuesto al aire.
• Minerales nativos: formados por un solo
elemento, por ejemplo oro nativo, cobre
nativo.
• Yacimiento: toda la acumulación o
concentración natural de una o mas sustancias
útiles que, en general están dispersas por las
rocas de la corteza terrestre.
IDENTIFICACION DE LOS MINERALES
Forma cristalina: es la
expresión externa de un
mineral que refleja la
disposición
interna
ordenada de los átomos
cuando un mineral crece
sin interferencia desarrolla
una forma cristalina que
caracteriza al mineral
Dureza
Una
de
las
propiedades
diagnóstica
más
útiles es la dureza,
es la medida de
resistencia que un
mineral ofrece al ser
rayado. Así van a
poder ser rayados
con la uña, otros con
la cuchilla, etc.
Exfoliación o clivaje
En la estructura cristalina de un mineral, algunos enlaces son
más débiles que otros. Esos enlaces se sitúan en los puntos en
los cuales un mineral se romperá cuando se someta a tensión,
dicho de otra forma es la facilidad de un mineral a romperse en
ciertas direcciones preferenciales, a lo largo de superficies
planas
Fractura
Al romper un mineral sin
clivaje entonces vamos a
tener una fractura que
puede
ser
irregular,
fibrosa, concoide (cuarzo,
vidrio,
obsidiana)
o
ganchuda (cobre nativo).
El color es una propiedad
diagnóstica poco fiable, por lo que
no es una característica muy
segura, porque depende mucho de
pequeñas cantidades de impurezas
dentro del mineral. Se puede referir
el color en el caso de los silicatos
llamándolos leucocráticos
o
félsicos
(cuarzo,
feldespatos,
muscovita) que son minerales
claros con Si y Al o minerales
máficos o melanocráticos que son
minerales oscuros ricos en hierro y
magnesio
(biotita,
anfíboles,
piroxenos, olivino).
Color
Raya: es el color
resultante al pulverizar
finamente un mineral, y
ese color puede ser
diferente al color de la
muestra
y
es
más
confiable que el color del
mineral. Se determina
frotando la muestra contra
una lámina de porcelana.
Raya
Peso específico
Es un número que representa el cociente entre
el peso de un mineral y el peso de un volumen
igual de agua, es el peso del mineral con
centímetro cúbico, y es característico para cada
mineral. Pueden ser ligeros, medios, pesados y
muy pesados.
Brillo
Es el aspecto o la calidad de la luz
reflejada de la superficie de un
mineral el brillo de los minerales
puede ser metálico o no metálico.
No hay una línea clara de separación
entre estos dos grupos, y hay
minerales que pueden estar entre
ambos
grupos
llamándolos
semimetalicos.
Minerales con brillo metálico por
ejemplo
son:
pirita,
galena,
calcopirita. Todos que no tienen
aspecto metálico, tienen brillo no
metálico
Brillo
Otras propiedades de los minerales
Propiedades magnéticas: Todos los minerales
están afectados por un campo magnético.
Paramagnéticos los minerales que son
atraídos ligeramente por un imán.
Diamagnéticos los minerales que son
repelidos ligeramente por un imán.
Magnetita Fe3O4 y Pirrotita Fe1-nS son los
únicos minerales magnéticos comunes.
Otras propiedades de los minerales
• Propiedades eléctricas: Los minerales tienen
diferente capacidad para conducir la corriente
eléctrica. Los cristales de metales nativos y
muchos sulfuros son buenos conductores,
minerales como micas son buenos aislantes
dado que no conducen la electricidad.
Solubilidad
La solubilidad depende de la composición del
mineral. Sobre todo se usan una dilusión frío
de ácido clorhídrico HCl para distinguir
Calcita de puro CaCO3 (carbonato de calcio)
de otros minerales parecidos de una cantidad
menor de
CaCO3
o
sin
CaCO3.
Reacción
Al ácido clorhídrico (HCL): los carbonatos en
general reaccionan al HCL 2N (10%). Este
método se usa principalmente para reconocer
la calcita (CaCO3), donde la reacción es
fuerte. En otros carbonatos como la dolomita,
azurita, malaquita, rodocrosita, la reacción no
es tan fuerte y a veces se necesita raspar el
mineral para producir un polvo y ver la
reacción con la lupa o poner la muestra cerca
del oído.
MINERALES FORMADORES DE ROCA
TIPO DE ROCA
MINERALES COMUNES
Rocas Ígneas
Olivino
Otros, apatito, clorita, epidota y magnetita
Piroxenos
Anfíboles (hornblendas)
Micas
Plagioclasas
Ortosa
Cuarzo
Rocas Sedimentarias
Piroxenos
Cuarzo
Halita
Dolomita
Minerales pesados (magnetita)
Anfíboles (hornblendas)
Micas
Plagioclasas
Rocas metamórficas
Piroxenos
Clorita,
Epidota
Anfíboles (hornblendas)
Plagioclasas
Cuarzo
granate
Calcita
Micas
Grupos de Minerales
Atendiendo a su composición química y su estructura
cristalina los minerales se clasifican en los siguientes grupos:
Grupo I Elementos Nativos
Grupo II Carbonatos
Grupo III Halogenuros
Grupo IV Oxidos e Hidróxidos
Grupo V Sulfatos, Wolframatos, Molibdatos y Cromatos
Grupo VI Sulfuros
Grupo VII Fosfatos, Arseniatos y Vanadatos
Grupo VIII Silicatos
Elementos Nativos
• Elementos nativos son los elementos que
aparecen sin combinarse con los átomos de
otros elementos como p.ej. oro Au, plata Ag,
cobre Cu, azufre S, diamante C.
• Aparte de la clase de los elementos nativos los
minerales se clasifican de acuerdo con el
carácter del ion negativo (anión) o grupo de los
aniones, los cuales están combinados con iones
positivos
Carbonatos
Carbonatos
El anión es el radical carbonato (CO3)2-,
• calcita CaCO3,
• dolomita CaMg(CO3)2,
• malaquita Cu2[(OH)2/CO3].
Halogenuros
•
Los aniones característicos son los
halógenos F, Cl, Br, J, los cuales están
combinados con cationes relativamente
grandes de poca valencia, p.ej.
• Halita NaCl,
• Silvinita KCl,
• Fluorita CaF2
Oxidos e Hidróxidos
Óxidos y Hidróxidos
Los óxidos son compuestos de metales con
oxígeno como anión. P.ej. cuprita Cu2O,
corindón Al2O3, hematita Fe2O3, cuarzo SiO2,
rutilo TiO2, magnetita Fe3O4.
Los hidróxidos están caracterizados por iones
de hidróxido (OH-) o moléculas de H2O-, p.ej.
limonita FeO.OH: goethita *-FeO.OH,
lepidocrocita *-FeO.OH.
Sulfatos, Wolframatos, Molibdatos y
Cromatos
Sulfatos, Wolframatos, Molibdatos y
Cromatos
En los sulfatos el anión es el grupo (SO4)2- en
el cual el azufre tiene una valencia 6+, p.ej. en
la barita BaSO4, en el yeso CaSO4*2H2O.
En los wolframatos el anión es el grupo
wolframato (WO4)4-, p.ej. scheelita o bien
esquilita CaWO4.
Sulfuros
Sulfuros incluido compuestos de selenio
(Selenide), arsenurios (Arsenide), telururos
(Telluride), antimoniuros (Antimonide) y
compuestos
de
bismuto
(Bismutide).
Los sulfuros se distinguen con base en su
proporción metal : azufre según el propósito de
STRUNZ
(1957,
1978).
Ejemplos son galena PbS, esfalerita ZnS, pirita
FeS2, calcopirita CuFeS2, argentita Ag2S,
Löllingit FeAs2.
Fosfatos, Arseniatos y Vanadatos
Fosfatos, Arseniatos y Vanadatos
En los fosfatos el complejo aniónico (PO4)3- es
el complejo principal, como en el apatito
Ca5[(F, Cl, OH)/PO4)3] los arseniatos
contienen (AsO4)3- y los vanadatos contienen
(VO4)3- como complejo aniónico.
Silicatos
Silicatos
Es el grupo más abundante de los minerales
formadores de rocas donde el anión está
formado por grupos silicatos del tipo (SiO4)4-.
La estructura de los silicatos
Más del 90% de los minerales que forman las
rocas son silicatos, compuestos de silicio y
oxígeno y uno o más iones metálicos