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| Definición
Componente
básico de los materiales sólidos terrestres
La definición de mineral es controvertida
pero suele incluir los siguientes condicionantes
- Compuesto
químico -
átomos unidos por enlaces generalmente covalentes o
iónicos
- origen
natural - no se consideran minerales los compuestos
fabricados artificialmente
- inorgánico
- no son minerales los seres vivos ni sus restos orgánicos
- sólido
- se excluyen las sustancias líquidas, agua, magmas,
gases...
- homogéneo
- composición aproximadamente contante
- con
ordenamiento tridimensional característico
- es fundamental la estructura cristalina en el tipo de mineral.
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En los
minerales se encuentran los átomos unidos unos con
otros por enlaces químicos.
Los enlaces químicos más frecuentes son los
iónicos y covalentes y las formas mixtas. Los enlaces
metálicos y apolares son escasos.
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Propiedades
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Las propiedades
de un mineral depende de sus componentes, sus enlaces y su estructura
espacial.
- Forma
Virene definida por su modo de cristalización y condiciones
de la misma
En medios libres forman cristales con caras planas que reflejan
el orden interno de sus componentes
- Dureza
- Resistencia a ser rayado
Es una medida de la fuerza que une sus átomos
Suele ser mayor en estructuras covalentes y compactas (Diamante,
corindón....)
- Densidad
Depenede de la densidad de sus átomos y el empaquetamiento
en los cristales
- Exfoliación
- Modo de rotura
En un mineral hay zonas de mayor debilidad de la estructura
por las que se rompe.
Puede romperse en caras planas o fracturas concoideas
- Diafanidad
- Transparencia
Son opacos si absorben o reflejan toda la luz incidente
Son traslúcidos si la refractan de manera importante
y desordenada
Son transparentes si la refracción es menor y se pueden
ver imágenes
- Color
- Frecuencias de luz reflejadas
Depende de la frecuencia de radiaciones que absorbe y refleja
la ser ilumonado.
Estas frecuencias dependen a su vez de los elementos que forman
el mineral y de sus enlaces
Los colores pueden ser alterados por pequeñas concentraciones
de otros minerales por lo que es más fiable el color
de la raya
- Brillo
- Depende del comportamiento de la luz que refleja un mineral
Si refleja la luz incidente de un modo ordenado tiene un brillo
semejante a un metal: brillo metálico
Si refracta parte de la luz se comporta como un vidrio; brillo
graso, vítreo o adamantino según
sea el índice de refracción
Si tiene planos de refracción y reflexión internos
presenta un brillo nacarado o sedoso
Si refleja la luz desordenadamente tiene brillo terroso
o mate.
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| Formas
de los cristales: Un mismo mineral puede presentar diferentes formas
según su modo de crecimiento |
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Estabilidad
Los minerales
son estables dentro de una gama de variables físicas y químicas
Sobrepasadas estos límites se transforman en otros minerales
(o se funden o disuelven)
Las principales variables de las que depende la estabilidad de un
mineral son:
- La temperatura
Modifica las redes cristalinas
Llega a fundirlos si es muy elevada
Facilita las reacciones químicas con compuestos próximos
y la difusión de iones en las redes cristalinas
- La presión
Modifica la red cristalina haciendo minerales más densos
Recristaliza algunos minerales
- El ambiente
químico
Los compuestos que rodean a los minerales y con los que pueden reaccionar
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Clasificación
Se conocen unos
3000 minerales diferentes pero muy pocos de ellos son abundantes.
Las clasificaciones
de los minerales son variadas según el campo científico
o económico que las utilice.
Las más utilizadas tienen en cuenta tanto la composición
química como la estructura y suelen hacerse los siguientes
grupos:
- Minerales
nativos. Son los formados por un solo elemento. Pueden ser
metálicos como la plata (Ag) o el oro (Au), o no metálicos
como grafito y diamante (C ) o azufre (S)
- Sulfuros.
Combinación directa de un metal con el azufre (S 2- ).
Son menas muy importantes de metales útiles y aparecen principalmente
en rocas ígneas.
Suelen ser cristales de simetría elevada, muchas veces de brillo
metálico, opacos y densos.
Por presentar características semejantes se incluyen en este
grupo las sales de selenio (Se 2- ), teluro (Te 2- ), arsénico
(As 3- ) y antimonio (Sb 3- )
- Óxidos.
Combinaciones de un metal con el oxígeno.
Son minerales abundantes al ser el oxígeno el principal elemento
de la corteza terrestre.
Comparten pocas propiedades comunes, no suelen ser muy densos al ser
el ión oxígeno de gran tamaño, los colores, brillos
y tipos cristalinos son muy variados.
Se forman generalmente por oxidación de las rocas cuando alcanzan
la superficie y por acumulación de los restos oxidados.
Se incluyen en este grupo los hidróxidos (OH - ) por estar
genéticamente relacionados con los anteriores.
- Halogenuros.
Combinación de un metal con un halógeno (F - , Cl -
, Br - , I - ).
Suelen ser minerales solubles, transparentes, de alto punto de fusión,
no muy duros y exfoliables.
Generalmente se forman por precipitación en disolución
acuosa, bien por evaporación del agua que contiene los iones
(evaporitas) o bien por enfriamiento de agua a gran temperatura (deposición
hidrotermal).
- Carbonatos.
Combinación del ión carbonato (CO3
2- ) con elementos metálicos.
La combinación del carbono con los tres oxígenos que
lo rodean es covalente y forman un plano.
Menos importantes pero de estructura cristalina similar son los nitratos
(NO2 - ) y boratos (BO3
3- ) y por ello suelen incluirse en el mismo grupo. Son minerales
generalmente sedimentarios formados por precipitación química.
- Sulfatos.
Combinación del ión sulfato (SO4
2- ) con elementos metálicos.
En este caso el azufre se rodea de cuatro oxígenos que se sitúan
en estructura tetraédrica.
Tienen una disposición tridimensional semejante los molibdenatos
(MoO4 2- ), wolframatos (WO4
2- ) y cromatos (CrO4 2- ).
Se suelen formar como minerales de alteración. Algunos por
precipitaciones hidrotermales.
- Fosfatos.
Combinación del ión fosfato (PO4
3- ) con elementos metálicos.
Como en el caso anterior el fósforo se rodea de cuatro átomos
de oxígeno equidistantes entre sí en estructura tetraédrica.
Estructuras semejantes se forman en los arseniatos (AsO4
3- ) y vanadatos (VO4 3- ).
Suelen formar combinaciones químicas complejas con numerosos
elementos y moléculas de agua en los cristales.
Su origen es variado aunque los compuestos de fósforo están
en su mayoría relacionados directa o indirectamente con los
seres vivos ya que concentran el fósforo.
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- Silicatos.
Son los minerales más abundantes en la corteza terrestre.
Hasta el 95% de los materiales de la corteza terrestre pertenecen
a este grupo (especialmente cuarzo 16% y feldespatos 60%), de
modo que el resto de los tipos minerales son anecdóticos
comparados con él.
En los silicatos cada átomo de silicio se rodea de cuatro
átomos de oxígeno por uniones covalentes formado
estructuras tetraédricas muy estables (SiO4
4- ).
Estos
tetraedros de sílice pueden:
- estar
aislados y combinar con metales :nesosilicatos
- formar
grupos al compartir el oxígeno varios átomos
de silicio, en tal caso pueden
- formar
grupos pequeños : sorosilicatos
- ciclos
: ciclosilicatos
- cadenas
: inosilicatos
- superficies
planas : filosilicatos
- estructuras
tridimensionales complejas : tectosilicatos
Los silicatos
se generan en todos los ambientes de formación de minerales
tanto ígneo como metamórfico o sedimentario.
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Abundancia
| Abundancia
de Minerales en la corteza terrestre |
| Compuesto |
% |
Tipo |
Rocas |
|
| SiO2
- Cuarzo |
12,0 |
Tectosilicato
y amorfo |
Ígneas:
Granito Riolita Aplita Pegmatita
Metamórficas: Gneis Cuarcita
Sedimetarias: Areniscas Conglomerados |
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| Feldespatos |
55,0 |
Tectosilicato |
Ígneas:
La mayoría lo contienen
Metamórficas: Gneis Micacitas
Sedimetarias: Areniscas Conglomerados |
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| Micas |
3,0 |
Filosilicato |
Ígneas:
Granito. Sienita
Metamórficas: Gneis Esquistos
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| Arcillas |
1,5 |
Filosilicato |
Sedimentarias:
Arcillas Margas |
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| Meta y Ortosilicatos |
15,0 |
Nesosilicatos
Inosilicatos
... |
Ígneas:
Peridotitas . Gabro . Basalto
Metamórficas: |
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| Otros minerales |
4,5 |
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Ígneas:
Pegmatitas
Metamórficas:
Sedimentaras: Calizas, evaporitas,
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| Agua |
9,0 |
libre y en
cristales |
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De los minerales se vienen obteniendo materiales fundamentales para
la economía humana tanto actualmente como en el pasado.
Son importantes como menas de metales útiles, materiales energéticos,
gemas, materiales de construcción, fertilizantes agrícolas,
etc.
Los minerales son
habitualmente de tamaño pequeño (mm) o muy pequeño,
pero se agrupan formando grandes masas llamadas rocas |