Los minerales: Los minerales son cuerpos de materia sólida del suelo que pueden aparecer de formas muy diversas, ya sea de forma aislada o como componentes fundamentales de las rocas. http://www.astromia.com/tierraluna/minerales.htm
Se pueden estudiar los minerales a partir de las distintas propiedades que presentan, como la dureza, geometría (en cristales), composición química, densidad, ... La mayor parte de los objetos que usamos en nuestra vida cotidiana proceden de uno o varios minerales.
Características de los minerales
El cristal de una ventana no es un cristal, aunque está hecho con minerales cristalinos. Del mismo modo, una roca no es un mineral, sino un material formado por minerales diversos.
Para comprender que es un mineral, podemos estudiar algunas de sus características:
1.- Se encuentra en la naturaleza, es decir, no está fabricado.
2.- Tiene una estructura geométrica fija, por tanto, és sólido.
3.- Es de naturaleza inorgánica, por eso, la concha de un molusco no es un mineral, aunque contenga minerales.
4.- Tiene una composición química fija, aunque, a veces, pueda contener una sustancia contaminante que modifique su color.
A menudo, los minerales se encuentran en la naturaleza formando masas dentro de las rocas. Entonces se habla de una veta o filón de un determinado mineral. Su descubrimiento y explotación determina la actividad de la mineria. Desde la prehistoria los humanos hemos usado los minerales para fabricar utensilios, herramientas, máquinas y armas.
Para comprender que es un mineral, podemos estudiar algunas de sus características:
1.- Se encuentra en la naturaleza, es decir, no está fabricado.
2.- Tiene una estructura geométrica fija, por tanto, és sólido.
3.- Es de naturaleza inorgánica, por eso, la concha de un molusco no es un mineral, aunque contenga minerales.
4.- Tiene una composición química fija, aunque, a veces, pueda contener una sustancia contaminante que modifique su color.
A menudo, los minerales se encuentran en la naturaleza formando masas dentro de las rocas. Entonces se habla de una veta o filón de un determinado mineral. Su descubrimiento y explotación determina la actividad de la mineria. Desde la prehistoria los humanos hemos usado los minerales para fabricar utensilios, herramientas, máquinas y armas.
La apariencia de los minerales
Para clasificar los minerales es importante observar una serie de propiedades fisiológicas:
1.- Color: algunos minerales pueden tener un color cuando son puros y otros provocados por impurezas.
2.- Color pulverizado: si se raya un mineral con un objeto más duro, se obtiene un polvo de un color característico.
3.- Brillo: puede ser un brillo metálico, como el hierro, o no metálico, como los sedosos o nacarados.
4.- Índice de refracción: (sólo si se trata de un mineral cristalino) un rayo de luz que atraviesa un cristal se desvía un ángulo característico de cada mineral.
5.- Birefringencia: algunos minerales cristalinos dividen en dos un rayo de luz que les atraviese.
6.- Luminiscencia: algunos minerales emiten luz cuando se les ilumina.
Estas son algunas de las características de los minerales que se pueden observar con cierta facilidad.
1.- Color: algunos minerales pueden tener un color cuando son puros y otros provocados por impurezas.
2.- Color pulverizado: si se raya un mineral con un objeto más duro, se obtiene un polvo de un color característico.
3.- Brillo: puede ser un brillo metálico, como el hierro, o no metálico, como los sedosos o nacarados.
4.- Índice de refracción: (sólo si se trata de un mineral cristalino) un rayo de luz que atraviesa un cristal se desvía un ángulo característico de cada mineral.
5.- Birefringencia: algunos minerales cristalinos dividen en dos un rayo de luz que les atraviese.
6.- Luminiscencia: algunos minerales emiten luz cuando se les ilumina.
Estas son algunas de las características de los minerales que se pueden observar con cierta facilidad.
Propiedades físicas de los minerales
Podemos clasificar los minerales por sus propiedades físicas, ópticas, eléctricas, magnéticas y por su composición química, aunque este último no es el método habitual, ya la mayoría pueden ser identificados mediante observación espectroscópica e incluso visual. Aún así, el análisis químico es la única forma de identificar con exactitud la naturaleza de un mineral.Las propiedades físicas son de gran importancia en el estudio de los minerales. Muchas se pueden observar fácilmente, o recurrir a un espectroscopio.
Dureza de un mineral
La dureza de un mineral es la resistencia que presenta a ser rayado. Un mineral posee una dureza mayor que otro, cuando el primero es capaz de rayar al segundo.
El mineralogista alemán Mohs estableció en 1822 una escala de medidas que lleva su nombre, y que se utiliza en la actualidad, en la que cada mineral puede ser rayado por los que le siguen. Se toman 10 minerales comparativos de más blando a más duro, que son: talco, yeso, calcita, fluorita, apatito, ortosa (feldespato), cuarzo, topacio, corindón y diamante.
El mineralogista alemán Mohs estableció en 1822 una escala de medidas que lleva su nombre, y que se utiliza en la actualidad, en la que cada mineral puede ser rayado por los que le siguen. Se toman 10 minerales comparativos de más blando a más duro, que son: talco, yeso, calcita, fluorita, apatito, ortosa (feldespato), cuarzo, topacio, corindón y diamante.
Tenacidad o cohesión
La tenacidad o cohesión es el mayor o menor grado de resistencia que ofrece un mineral a la rotura, deformación, aplastamiento, curvatura o pulverización. Se distinguen las siguientes clases de tenacidad:
- Frágil: es el mineral que se rompe o pulveriza con facilidad. Ejemplos: cuarzo y el azufre.
- Maleable: el que puede ser batido y extendido en láminas o planchas. Ejemplos: oro, plata, platino, cobre, estaño.
- Dúctil: el que puede ser reducido a hilos o alambres delgados. Ejemplos: oro, plata y cobre.
- Flexible: si se dobla fácilmente pero, una vez deja de recibir presión, no es capaz de recobrar su forma original. Ejemplos: yeso y talco.
- Elástico: el que puede ser doblado y, una vez deja de recibir presión, recupera su forma original. Ejemplo: la mica.
- Frágil: es el mineral que se rompe o pulveriza con facilidad. Ejemplos: cuarzo y el azufre.
- Maleable: el que puede ser batido y extendido en láminas o planchas. Ejemplos: oro, plata, platino, cobre, estaño.
- Dúctil: el que puede ser reducido a hilos o alambres delgados. Ejemplos: oro, plata y cobre.
- Flexible: si se dobla fácilmente pero, una vez deja de recibir presión, no es capaz de recobrar su forma original. Ejemplos: yeso y talco.
- Elástico: el que puede ser doblado y, una vez deja de recibir presión, recupera su forma original. Ejemplo: la mica.
Fractura de un mineral
Cuando un mineral se rompe lo puede hacer de diversas formas:
- Exfoliación: significa que el mineral se puede separar por superficies planas y paralelas a las caras reales. Ejemplos: mica, galena, fluorita y yeso.
- Laminar o fibrosa: cuando presenta una superficie irregular en forma de astillas o fibras. Ejemplo: la actinolita.
- Concoidea: la fractura presenta una superficie lisa y de suave curva, como la que muestra una concha por su parte interior. Ejemplos: sílex y obsidiana.
- Ganchuda: cuando se produce una superficie tosca e irregular, con bordes agudos y dentados. Ejemplos: magnetita y cobre nativo.
- Lisa: es la que presenta una superficie lisa y regular.
- Terrosa: es la que se fractura dejando una superficie con aspecto granuloso o pulverulento.
- Exfoliación: significa que el mineral se puede separar por superficies planas y paralelas a las caras reales. Ejemplos: mica, galena, fluorita y yeso.
- Laminar o fibrosa: cuando presenta una superficie irregular en forma de astillas o fibras. Ejemplo: la actinolita.
- Concoidea: la fractura presenta una superficie lisa y de suave curva, como la que muestra una concha por su parte interior. Ejemplos: sílex y obsidiana.
- Ganchuda: cuando se produce una superficie tosca e irregular, con bordes agudos y dentados. Ejemplos: magnetita y cobre nativo.
- Lisa: es la que presenta una superficie lisa y regular.
- Terrosa: es la que se fractura dejando una superficie con aspecto granuloso o pulverulento.
Electricidad y magnetismo
Muchos minerales conducen bien la electricidad (conductores), mientras que se oponen a su paso (aislantes). Unos pocos la conducen medianamente (semiconductores). Gracias a estos últimos se han desarrollado semiconductores que permiten al ser humano conseguir un alto nivel tecnológico. Pero hay más comportamientos de los minerales en relación con las fuerzas electromagnéticas:
- Magnetismo: consiste en atraer el hierro y sus derivados. Los imanes naturales son permanentes. La magnetita es un imán natural conocido desde tiempos muy remotos.
- Piezoelectricidad: es la capacidad para producir corrientes eléctricas cuando se les aplica presión. Si se aplica una fuerza a las caras de un cristal, genera cargas eléctricas y, si se aplican cargas eléctricas, entonces se produce una deformación de las caras del cristal. Ejemplo: el cuarzo.
- Piroelectricidad: se producen corrientes eléctricas en el extremo de las caras cuando el mineral se somete a un cambio de temperatura. Ejemplos: cuarzo y turmalina.
- Radiactividad: es la propiedad que poseen determinados minerales para emitir partículas de forma natural y espontánea.La radiactividad natural tiene muchas aplicaciones científicas, médicas e industriales, y los minerales que la poseen raramente alcanzan niveles peligrosos. Ejemplo: la uraninita.
- Magnetismo: consiste en atraer el hierro y sus derivados. Los imanes naturales son permanentes. La magnetita es un imán natural conocido desde tiempos muy remotos.
- Piezoelectricidad: es la capacidad para producir corrientes eléctricas cuando se les aplica presión. Si se aplica una fuerza a las caras de un cristal, genera cargas eléctricas y, si se aplican cargas eléctricas, entonces se produce una deformación de las caras del cristal. Ejemplo: el cuarzo.
- Piroelectricidad: se producen corrientes eléctricas en el extremo de las caras cuando el mineral se somete a un cambio de temperatura. Ejemplos: cuarzo y turmalina.
- Radiactividad: es la propiedad que poseen determinados minerales para emitir partículas de forma natural y espontánea.La radiactividad natural tiene muchas aplicaciones científicas, médicas e industriales, y los minerales que la poseen raramente alcanzan niveles peligrosos. Ejemplo: la uraninita.
Tipos de minerales
Los minerales que constituyen la corteza terrestre se han formado a partir de los elementos químicos que originaron el planeta, gracias a reacciones ocurridas en su interior. Por este motivo, la cantidad de combinaciones es inmensa.
Para poner un poco de orden, se clasifican los minerales atendiendo a la forma en que se originan, a sus caracteríticas cristalográficas, a su composición química, ... Mención aparte merecen los cristales y, entre ellos, los llamados "piedras preciosas" que siempre han cautivado a la humanidad.
Para poner un poco de orden, se clasifican los minerales atendiendo a la forma en que se originan, a sus caracteríticas cristalográficas, a su composición química, ... Mención aparte merecen los cristales y, entre ellos, los llamados "piedras preciosas" que siempre han cautivado a la humanidad.
Clasificación química
La clasificación química divide los minerales en grupos según sus compuestos químicos. Cualquier mineral conocido puede ser integrado dentro de estos grupos, pues la práctica totalidad de ellos incluyen alguno de estos compuestos.
1.- Elementos nativos: son los que se encuentran en la naturaleza en estado libre, puro o nativo, sin combinar o formar compuestos químicos. Ejemplos: oro, plata, azufre, diamante.
2.- Sulfuros: compuestos de diversos minerales combinados con el azufre. Ejemplos: pirita, galena, blenda, cinabrio.
3.- Sulfosales: minerales compuestos de plomo, plata y cobre combinados con azufre y algún otro mineral como el arsénico, bismuto o antimonio. Ejemplos: pirargirita, proustita.
4.- Óxidos: producto de la combinación del oxígeno con un elemento. Ejemplos: oligisto, corindón, casiterita, bauxita.
5.- Haluros: compuestos de un halógeno con otro elemento, como el cloro, flúor, yodo o bromo. Ejemplos: sal común, halita.
6.- Carbonatos: sales derivadas de la combinación del ácido carbónico y un metal. Ejemplos: calcita, azurita, marmol, malaquita.
1.- Elementos nativos: son los que se encuentran en la naturaleza en estado libre, puro o nativo, sin combinar o formar compuestos químicos. Ejemplos: oro, plata, azufre, diamante.
2.- Sulfuros: compuestos de diversos minerales combinados con el azufre. Ejemplos: pirita, galena, blenda, cinabrio.
3.- Sulfosales: minerales compuestos de plomo, plata y cobre combinados con azufre y algún otro mineral como el arsénico, bismuto o antimonio. Ejemplos: pirargirita, proustita.
4.- Óxidos: producto de la combinación del oxígeno con un elemento. Ejemplos: oligisto, corindón, casiterita, bauxita.
5.- Haluros: compuestos de un halógeno con otro elemento, como el cloro, flúor, yodo o bromo. Ejemplos: sal común, halita.
6.- Carbonatos: sales derivadas de la combinación del ácido carbónico y un metal. Ejemplos: calcita, azurita, marmol, malaquita.
7.- Nitratos: sales derivadas del ácido nítrico. Ejemplos: nitrato sódico (o de Chile), salitre o nitrato potásico.
8.- Boratos: constituidos por sales minerales o ésteres del ácido bórico. Ejemplos: borax, rasorita.
9.- Fosfatos, arseniatos y vanadatos: sales o ésteres del ácido fosfórico, arsénico y vanadio. Ejemplos: apatita, turquesa, piromorfita.
10.- Sulfatos: sales o ésteres del ácido sulfúrico. Ejemplos: yeso, anhidrita, barita.
11.- Cromatos, volframatos y molibdatos: compuestos de cromo, molibeno o wolframio. Ejemplos: wolframita, crocoita.
12.- Silicatos: sales de ácido silícico, los compuestos fundamentales de la litosfera, formando el 95% de la corteza terrestre. Ejemplos: sílice, feldespato, mica, cuarzo, piroxeno, talco, arcilla.
13.- Minerales radioactivos: compuestos de elementos emisores de radiación. Ejemplos: uraninita, torianita, torita.
8.- Boratos: constituidos por sales minerales o ésteres del ácido bórico. Ejemplos: borax, rasorita.
9.- Fosfatos, arseniatos y vanadatos: sales o ésteres del ácido fosfórico, arsénico y vanadio. Ejemplos: apatita, turquesa, piromorfita.
10.- Sulfatos: sales o ésteres del ácido sulfúrico. Ejemplos: yeso, anhidrita, barita.
11.- Cromatos, volframatos y molibdatos: compuestos de cromo, molibeno o wolframio. Ejemplos: wolframita, crocoita.
12.- Silicatos: sales de ácido silícico, los compuestos fundamentales de la litosfera, formando el 95% de la corteza terrestre. Ejemplos: sílice, feldespato, mica, cuarzo, piroxeno, talco, arcilla.
13.- Minerales radioactivos: compuestos de elementos emisores de radiación. Ejemplos: uraninita, torianita, torita.
Cristales y piedras preciosas
Los minerales pueden aparecer en la naturaleza, básicamente, de dos maneras: sin una forma definida (amorfos) o bien con una disposición geométrica bien definida. A estos les llamamos minerales cristalinos o, símplemente, cristales.Para que en un lugar se formen cristales se necesita espacio. Poe eso, suelen aparecer en las grietas o en las cavidades vacías de las rocas. También aparecen formando parte de rocas blandas, que facilitan su crecimiento.
Cristales
Muchos minerales adoptan formas cristalinas cuando las condiciones de formación son favorables. La cristalografía es el estudio del crecimiento, la forma y el carácter geométrico de los cristales. La disposición de los átomos en un cristal puede determinarse por medio del análisis por difracción de los rayos X. La química cristalográfica estudia la relación entre la composición química, la disposición de los átomos y las fuerzas de enlace entre éstos.La mayoría de los cristales de la tierra se formaron hace millones de años. Los cristales se forman cuando la roca líquida del interior de la Tierra se enfría y endurece. A veces los cristales se forman cuando los líquidos subterráneos recorren su camino entre las grietas y depositan lentamente los minerales.
Hay muchos cristales que reaccionan ante una acción física de forma distinta según la dirección en que se produce la fuerza. Se llaman cristales anisótropos. Los minerales amorfos, en cambio, reaccionan ante una acción física siempre de la misma forma, independientemente de la dirección, por esos son isótropos.
Ley de la constancia de los ángulos diedros
Cuando las condiciones de temperatura son las mismas, los cristales de un mismo tipo tienen los mismos ángulos diedros.Gemas o piedras preciosas
Se llaman así diversos minerales duros, transparentes, muy valiosos por su rareza y que, después de haber sido convenientemente tallados, se usan en joyeria y en artes decorativas. Se suelen distinguir dos tipos:Piedras preciosas, consideradas objetos de lujo desde la antigüedad: diamante, rubí, esmeralda, zafiro, ...
Piedras finas, cuyo precio en el mercado no es tan elevado: topacio, amatista, granate, turmalina, ...
La ciencia, utilizando medios analíticos cada vez más sensibles, va descubriendo las substancias que colorean los minerales alocromáticos. Así la amatista tiene color violeta debido a trazas de manganeso y la fluorina es verde a causa de pequeñísimas cantidades de hierro y manganeso que contiene.
La belleza de las gemas depende en gran medida de sus propiedades ópticas. Las más importantes son el grado de refracción y el color. Otras propiedades incluyen: el fuego, la exhibición de colores prismáticos; el dicroísmo, habilidad de algunas piedras para mostrar dos colores distintos según la dirección con que se observan, y la transparencia.
El diamante es muy apreciado por su fuego y brillo; el rubí y la esmeralda por la intensidad y belleza de sus colores; y el zafiro estrellado destaca tanto por su color como por el asterismo, una propiedad que provoca la aparición de inclusiones con forma de estrella.
Ver las siguientes presentaciones:
Tambie hay que leer: https://docs.google.com/presentation/d/1qoUcHz4i5lM8c8flb0sYpRbaZa6oo37hxOrA8cVNKvY/edit
Bibliografía: http://www.astromia.com/tierraluna/cristales.htm
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