Minerales

Minerales

1.1 Introducción

La parte sólida de la superficie terrestre esta constituida, prácticamente en su

totalidad, por la asociación de un numero infinitamente grande de pequeñas proporciones de materia cristalina: los minerales.

1.2 Definición

Se llama minerales a aquellos sólidos inorgánicos de origen natural que poseen estructura reticular interna ordenada y composición química definida, aun cuando esta pueda variar dentro de determinados limites. No se incluyen en los minerales los productos obtenidos artificialmente (cristalizaciones hechas en el laboratorio, etc.) ni las sustancias naturales que se encuentran en estado liquido a temperatura ambiental, ni tampoco los compuestos de origen orgánico (carbones, ámbar, etc.). Se excluyen también los materiales en parte inorgánicos como los huesos o materiales producidos por seres vivos.

También tiene que pertenecer a la corteza terrestre como ser natural formado en ella. Es decir, el mineral es la especie cristalina natural, y como tal puede presentarse en formas poliédricas de gran belleza y dar lugar a los cristales naturales cuando las condiciones en que se han formado les permiten crecer libremente según sus caras propias. No obstante, en la mayoría de los casos, el mineral se ha formado simultáneamente con muchos otros, iguales o distintos, y ha creado un problema de espacio y dado lugar a las rocas, verdaderas asociaciones irregulares de cristales naturales cuyos individuos han debido adoptar la forma que el espacio disponible les imponía.

1.3 Características

Los minerales se caracterizan por la disposición geométrica en el espacio de las partículas (iones, átomos o moléculas) que los integran, es decir presentan una estructura cristalina. A veces, cuando las condiciones de formación (espacio, tiempo y reposo) son favorables, su aspecto externo no adopta una forma geométrica, reflejo de la disposición en la que se encuentran ordenadas las partículas en su interior. En este caso se llaman cristales. Los cristales se pueden clasificar en cúbicos, tetragonales, hexagonales, romboédricos, rómbicos monoclínico y triclínico.

Características químicas

Polimorfismo: a veces, la naturaleza química de una sustancia permite dos o más estructuras diferentes, que dependen de la temperatura y la presión en el momento que se forma. Esto origina dos o más minerales con la misma formula, pero con propiedades físicas distintas. Hay dos tipos de cambios polimórficos: unos reversibles y otros irreversibles.

Isomorfismo: muchos compuestos químicos similares, formados por iones de tamaño parecido y con el mismo tipo de enlace, cristalizan con estructuras que tienen la misma simetría i dimensiones muy parecidas, por lo cual a veces se produce la sustitución de uno o más iones de la red cristalina por otros de características equivalentes.

Las condiciones para que se produzca la sustitución están determinadas por la carga eléctrica y el tamaño de los iones,

Seudomorfismo: este fenómeno se produce cuando un mineral reemplaza a otro sin cambiar la forma externa del primero.

Hay dos clases de sustituciones seudomórficas: cuando no hay cambio de sustancia, el nuevo mineral es polimorfo del primitivo y cuando el nuevo mineral tiene otra composicion química, la sustitución se puede producir por diversos mecanismos:

• Sustitución gradual de la materia primitiva por el nuevo mineral, sin ningún tipo de reacción química.

• Desaparición del mineral primitiva por disolución o por exfoliación, dejando un molde que se rellena del nuevo.

• Por alteración que puede ser por hidratación, deshidratación, por presión o por oxidación.

1.4 Propiedades

Los minerales poseen propiedades físicas y químicas, cuyo estudio supone una orientación más o menos precisa para la determinación de la especie y en otros, una seguridad absoluta que permite omitir técnicas más laboriosas y complicadas.

Propiedades relacionadas con la estructura

Dureza: la dureza de un cuerpo es la resistencia que opone su superficie a ser rayada por otro cuerpo que posea forma punzante. Un mineral es más duro que otro si puede rayarlo, de forma que no podrá ser rayado por él.

La dureza de cada mineral es constante; Se trata, por lo tanto, de una de las pruebas más inmediatas y fáciles que se pueden realizar para intentar identificar un mineral desconocido. Para esta identificación se recurre a la escala de Mohs, que establece diez grados de dureza, cada uno de los cuales corresponde a la dureza de un mineral patrón:

MINERAL DUREZA DE

MOHS DUREZA DE

VICKER

1. Talco 1 20

2. Yeso 2 70

3. Calceta 3 110

4. Fluorita 4 180

5. Apatito 5 500

6. Ortosa 6 700

7. Cuarzo 7 1300

8. Topacio 8 1600

9. Corindon 9 2000

10. Diamante 10 8000

La dureza es una propiedad vectorial que depende de la composicion del mineral y de su estructura. Los factores estructurales que la determinan son la densidad (relación que existe en la masa de un cuerpo y su volumen. Algunos minerales tienen densidad muy baja, como la silvita, y otros muy elevada, como el oro. En general, la densidad oscila entre 2,5 y 4,5 gr/cm³) del empaquetamiento (mayor dureza a mayor densidad de empaquetamiento) y el tamaño de los iones (mayor dureza a menor tamaño). Según la fórmula química existen diferentes tipos de enlaces y cargas de los iones: enlaces fuertes y cargas grandes se corresponden con durezas más elevadas.

La escala de Mohs es practica y fácil de aplicar, no obstante no permite determinaciones precisas e incluso no es lineal, ya que la diferencia de dureza entre los distintos términos consecutivos de la serie es muy dispar; por ejemplo la dureza del corindón es 1,25 veces mayor a la del topacio, y la del diamante es 4 veces la del corindón.

Existen otros métodos para determinar durezas (todos ellos requieren instrumental de cierta complicación) y otras escalas.

Fractura: cuando un mineral se somete a una serie de golpes puede responder rompiéndose, La fractura es el aspecto que ofrecen las superficies obtenidas por la rotura. Según las características se dividen en concoidea, irregular astillosa, ganchuda y terrosa.

Exfoliación: es resultado de la distribución geométrica especial de las partículas en la materia cristalina. Es una propiedad que no pueden ofrecer las sustancias amorfas. Consiste en que al someter un mineral a un esfuerzo o percusión, se produce una separación en superficies planas, y sus direcciones corresponden a las de los planos reticulares enlazados unos con otros de forma más débil.

Los números de direcciones de exfoliación y los ángulos que forman entre ellas es variable y coincide con caras reales o posibles del cristal.

La exfoliación es una propiedad que se utiliza en la talla de gemas.

Para definir el comportamiento de los minerales respecto a esta propiedad se utilizan los adjetivos perfecta, buena, imperfecta y mala. Además se hace referencia al numero de direcciones de exfoliación y a los ángulos que forman entre si, con los términos pinacoidal (una sola dirección de exfoliación), cubica, romboédrica, octaédrica y prismática.

No todos los minerales presentan exfoliación, y entre los que la presentan son pocos los que la tienen acentuada.

Tenacidad: es la resistencia que opone un cuerpo a ser roto o deformado. Hay palabras que permiten precisar las características de la tenacidad:

Frágil minerales que se rompen con un golpe poco intenso

Dúctil se pueden estirar en hilos

Maleable pueden extenderse en laminas

Elástico pueden flexionarse y recuperan su fuerza inicial cuando la fuerza para

Plástico quedan deformados permanentemente al someterlos a esfuerzos

Séctil pueden cortarse con un cuchillo extrayendo delgadas virutas

Peso especifico: es el peso de la unidad de volumen de dicha sustancia. En los minerales depende de la naturaleza de los átomos que los constituyen.

Propiedades ópticas

Color: siempre que se observe el color de un mineral se deberá estar seguro de que la superficie no está alterada, por lo cual se deberá apreciar sobre una fractura reciente.

Color de raya: consiste en practicar una raya al mineral con orto de mayor dureza.

Brillo: el brillo depende del porcentaje de luz que refleja la superficie del mineral y de las características de esta reflexión. La textura de la superficie tiene gran influencia sobre el tipo de brillo. Los brillos pueden ser: metálicos, vítreos, nacarados, sedosos, resinosos, grasos, etc.

Indice de refracción: cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro, varia su velocidad y su dirección. Cuando la luz

Birrefrigencia: las sustancias amorfas y los minerales que cristalizan en el sistema cúbico solo tienen un índice de refracción (la luz se propaga en su interior a la misma velocidad en cualquier dirección). Los minerales que cristalizan de los demás sistemas, los rayos de luz que penetran, se dividen en dos.

Uno de estos dos rayos sigue las leyes de refracción, llamado ordinario. El otro no sigue estas leyes y es llamado extraordinario.

El ángulo que forman estos dos rayos depende del ángulo que forma el rayo que incide con la superficie del mineral. La máxima diferencia entre estas dos velocidades recibe el nombre de birrefrigencia.

Luminiscencia: es la emisión de luz por causas distintas a la incandescencia. Algunos minerales cuando reciben luz u otras radiaciones, devuelven la energía en forma de luz.

Se pueden clasificar

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