Universidad de Oriente

Núcleo Anzoátegui

Escuela de Ingeniería y Ciencia Aplicadas

Departamento de Petróleo

Geología General y Laboratorio

Barcelona, 11 de Junio de 2012

INDICE Pág.

INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………………..03

OBJETIVO GENERAL……………………………………………………………………….04

OBJETIVOS ESPECÍFICOS………………………………………………………………...05

DESARROLLO……………………………………………………………………………......06

-Concepto de Minerales y rocas……………………………………………………07

-Composición de los minerales……………………………………………………..09

*Estructura Atómica………………………………………………………………..10

*Enlaces……………………………………………………………………………….11

*Isotopos y Radiactividad…………………………………………………………15

-Estructura de los minerales………………………………………………………..16

-Propiedades físicas de los minerales……………………………………………..17

*Forma cristalina…………………………………………………………………...17

*Brillo………………………………………………………………………………..18

*Color………………………………………………………………………………..18

*Raya………………………………………………………………………………..18

*Dureza……………………………………………………………………………..19

*Exfoliación y fractura………………………………………………………………19

*Peso Específico……………………………………………………………………19

-Otras propiedades de los minerales………………………………………………20

-Grupos Minerales……………………………………………………………………21

-Los Silicatos………………………………………………………………………….21

*El tetraedro silicio-oxígeno………………………………………………………21

*Otras estructuras de Silicatos…………………………………………………...22

*Ensamblaje de las estructuras de silicatos……………………………………23

-Silicatos Comunes…………………………………………………………………..23

*Silicatos Claros……………………………………………………………………24

*Silicatos Oscuros………………………………………………………………….24

-Minerales no silicatados……………………………………………………………25

CONCLUSIÓN………………………………………………………………………………...25

BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………………..……26

ANEXOS………………………………………………………………………………………27

INTRODUCCION

Los seres humanos siempre han usado materiales de la tierra de manera selectiva. Los primeros artistas que pintaron sobre las paredes rocosas, hacían sus propias pinturas de los pigmentos rojos y amarillos que se encuentran en la tierra, pigmentos que hoy en día conocemos como los minerales hematita y ocres. Algunos países han empezado guerras por estos minerales y no pocas compañías comerciales han peleado por depósitos de sal de mesa, también llamada hálito en las Indias Orientales. En la actualidad, construimos las paredes de nuestras casas con yeso o gypsum; hacemos cemento con cal, también llamada calcita; y extraemos aluminio del mineral bauxita para hacer láminas de aluminio y envases de soda.

Estos minerales, hematita, hálito, gypsum, calcita y bauxita forman materiales que tienen una composición química y una estructura de cristal específica. Los minerales son los bloques que forman las rocas, que pueden estar compuestas de uno o más minerales en diferente medida. El granito, por ejemplo, contiene cuarzo, mica, feldespato, y otros minerales. El mármol, al contrario, consiste solamente de un mineral, la calcita. A pesar de que los minerales se combinan para formar rocas, retienen sus propias características. En cualquier caso, los componentes individuales son identificables, tal como lo son los minerales en una roca.

Afortunadamente para los científicos, la mayoría de los minerales sólo se forman bajo ciertas condiciones en la tierra. Por consiguiente, al identificar a los minerales en una roca, los científicos pueden empezar a entender cómo, dónde, y tal vez hasta cuándo se formó la roca. Comprender la formación mineral, también implica que los científicos pueden predecir dónde se puede encontrar minerales económicamente importantes, como la bauxita, y piedras preciosas, como los diamantes.La palabra “mineral” significa algo muy específico para los científicos de la tierra.

El estudio de los minerales empezó con la minería y todavía usamos nuestro conocimiento sobre los minerales para encontrar depósitos económicamente importantes. Pero nuestro conocimiento sobre la composición y estructura de los minerales, se ha convertido en esencial en otras muchas áreas de estudio. El remedio ambiental a las minas y el estudio de la historia geológica de nuestro planeta, son todas áreas que requieren de conocimiento de los minerales y de sus fuentes.

OBJETIVO GENERAL

Importancia de los minerales por sus múltiples aplicaciones en los diversos campos de la actividad humana.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Definición de los minerales y sus propiedades físicas.

Cambios a los que deben ser sometidos los minerales para obtener el producto deseado.

Los minerales como recurso natural y de gran importancia para la economía de un país.

Desarrollo

La corteza terrestre y los océanos son la fuente de una amplia variedad de minerales útiles y esenciales. De hecho, todos los productos fabricados tienen materiales obtenidos de los minerales. La mayoría de la gente está familiarizada con los usos comunes de muchos metales básicos, entre ellos el aluminio de las latas de bebida, el cobre de los cables eléctricos y el oro y la plata en joyería. Pero muchos no saben que la mina de un lapicero contiene el mineral de tacto graso denominado grafito y que los polvos de talco que se utilizan con los bebés proceden de una roca metamórfica de una roca compuesta del mineral talco. Además muchos no saben que las brocas utilizadas por los dentistas para taladrar el esmalte de los dientes están impregnadas de diamante, o que el mineral común cuarzo es la fuente de silicio para los chips de computador. Conforme crecen las necesidades de los minerales en la sociedad moderna, lo hace también la necesidad para localizar más zonas de abastecimiento de minerales útiles lo que se vuelve también más estimulante.

Además, de los usos económicos de las rocas y minerales, todos los procesos estudiados por los Geólogos son en cierta manera dependientes de las propiedades de esos materiales básicos de la tierra. Acontecimientos, como las erupciones volcánicas, la formación de montañas, la meteorización y la erosión, e incluso terremotos, implican rocas y minerales. Por consiguiente, es esencial un conocimiento básico de los materiales terrestres para comprender todos los fenómenos geológicos.

Materia y Minería

Vamos a empezar nuestra discusión de los materiales terrestres con una visión panorámica de la Mineralogía (Mineral = mineral, ología = el estudio de) ya que los minerales son los componentes básicos de las rocas. Los geólogos definen los minerales como cualquier sólido inorgánico natural que posea una estructura interna ordenada y una composición química definida. Por tanto, para que se considere mineral cualquier material terrestre, debe presentar las siguientes características:

Debe parecer de forma natural. Debe ser inorgánico. Debe ser un sólido. Debe poseer una estructura interna ordenada, es decir, sus átomos

deben estar dispuestos según un modelo definido. Debe tener una composición química definida, que pueda variar dentro

de unos límites.

Cuando los Geólogos utilizan el término mineral, sólo consideran minerales las sustancias que satisfacen estos criterios. Por consiguiente los materiales sintéticos, y una gran variedad de materiales útiles producidos por los químicos, no se consideran minerales. Además, la piedra preciosa ópalo se clasifica como un mineraloide, antes como un mineral, porque carece de una estructura interna ordenada.

Las rocas por otro lado, se definen de una manera menos precisa. Una roca es cualquier masa sólida de materia mineral, o parecida a mineral, que se presenta de forma natural como parte de nuestro planeta. Unas pocas rocas están compuestas casi por completo de un solo mineral. Un ejemplo común es la roca sedimentaria caliza, que está compuesta por masas impurificadas del mineral calcita. Sin embargo, la mayoría de las rocas como el granito común aparecen como agregados de varias clases de minerales. Aquí el término agregado significa que los minerales están unidos de tal forma que se conservan las propiedades de cada uno.

Unas pocas rocas están compuestas por materia no mineral, entre ellas las rocas volcánicas obsidiana y pumita, que son sustancias vítreas no cristalinas, y el carbón que consiste en restos orgánicos sólidos.

Aunque solo se aborda fundamentalmente la naturaleza de los minerales, se tiene en cuenta que la mayor parte de las rocas son simplemente agregados de minerales. Dados que las propiedades de las rocas vienen determinadas en gran medida por la composición química y la estructura interna de los minerales contenidos en ellas, consideraremos primero esos materiales terrestres.

Composición de los minerales

Cada uno de los casi 4.000 minerales de la Tierra están exclusivamente definidos por su composición química y su estructura interna. En otras palabras, cada muestra del mismo mineral contiene los mismos elementos reunidos en un modelo regular y repetitivo. Revisaremos primero los componentes básicos de los minerales, los elementos y luego revisaremos como los elementos se reúnen para formar estructuras minerales.

En la actualidad se conocen 112 elementos. De ellos, solo 92 aparecen de forma natural. Algunos minerales, como el oro y el azufre, están compuestos exclusivamente de un elemento. Pero la mayoría cuenta con una combinación de dos o más elementos, reunidos para formar un compuesto químicamente estable.

Para entender mejor como se combinan los elementos para formar moléculas y compuestos, debemos considerar primero el átomo (a = no; tomos = cortar) la parte más pequeña de la materia, que conserva todavía las características de un elemento. Es esa partícula extremadamente pequeña la que hace la combinación.

Estructura Atómica

En el siglo V antes de Cristo, el filósofo griego Demócrito postuló, sin evidencia científica, que el Universo estaba compuesto por partículas muy pequeñas e indivisibles, que llamó "átomos".

Átomo, la unidad más pequeña posible de un elemento químico. En la filosofía de la antigua Grecia, la palabra “átomo” se empleaba para referirse a la parte de materia más pequeño que podía concebirse. Esa “partícula fundamental”, por emplear el término moderno para ese concepto, se consideraba indestructible. De hecho, átomo significa en griego “no divisible”. El conocimiento del tamaño y la naturaleza del átomo avanzó muy lentamente a lo largo de los siglos ya que la gente se limitaba a especular sobre él.

 Sin embargo, los avances científicos de este siglo han demostrado que la estructura atómica integra a partículas más pequeñas.

Así una definición de átomo sería:

El átomo es la parte más pequeña en la que se puede obtener materia de forma estable, ya que las partículas subatómicas que lo componen no pueden existir aisladamente salvo en condiciones muy especiales. El átomo está formado por un núcleo, compuesto a su vez por protones y neutrones, y por una corteza que lo rodea en la cual se encuentran los electrones, en igual número que los protones.

Protón, descubierto por Ernest Rutherford a principios del siglo XX, el protón es una partícula elemental que constituye parte del núcleo de cualquier átomo. El número de protones en el núcleo atómico, denominado número atómico, es el que determina las propiedades químicas del átomo en cuestión. Los protones poseen carga eléctrica positiva y una masa 1.836 veces mayor de la de los electrones.

Neutrón, partícula elemental que constituye parte del núcleo de los átomos. Fueron descubiertos en 1930 por dos físicos alemanes, Walter Bothe y Herbert Becker. La masa del neutrón es ligeramente superior a la del protón, pero el número de neutrones en el núcleo no determina las propiedades químicas del átomo, aunque sí su estabilidad frente a posibles procesos nucleares (fisión, fusión o emisión de radiactividad). Los neutrones carecen de carga eléctrica, y son inestables cuando se hallan fuera del núcleo, desintegrándose para dar un protón, un electrón y un antineutrino.

Electrón, partícula elemental que constituye parte de cualquier átomo, descubierta en 1897 por J. J. Thomson. Los electrones de un átomo giran en

torno a su núcleo, formando la denominada corteza electrónica. La masa del electrón es 1836 veces menor que la del protón y tiene carga opuesta, es decir, negativa. En condiciones normales un átomo tiene el mismo número de protones que electrones, lo que convierte a los átomos en entidades eléctricamente neutras. Si un átomo capta o pierde electrones, se convierte en un ion.

Enlace

Los elementos se combinan entre sí para formar una amplia variedad de sustancias complejas. La gran fuerza de atracción que une a los átomos se denomina enlace químico. Cuando un enlace químico une dos o más elementos en proporciones definidas, la sustancia se denomina compuesto. La mayoría de los minerales son compuestos químicos.

¿Por qué los elementos se unen para formar compuestos químicos? De los estudios experimentales se ha deducido que son las fuerzas eléctricas las que mantienen juntos a los átomos. Además se sabe que el enlace químico provoca un cambio en la configuración electrónica de los átomos unidos. Como se mencionó antes, son los electrones de valencia (electrones de la capa externa) los que intervienen generalmente en el enlace químico. Salvo en la primera capa que contiene dos electrones, se produce una configuración estable cuando la capa de valencia contiene ocho electrones. Sólo los denominados gases nobles son los menos reactivos desde el punto de vista químico, de ahí su designación de “inertes”. Sin embargo todos los demás átomos buscan una capa de valencia que contenga ocho electrones, como los gases nobles.

La regla del octeto, literalmente “un conjunto de ocho” se refiere al concepto de un nivel de energía externo completo. De forma sencilla, la regla del octeto establece que los átomos se combinan para formar compuestos y moléculas con el fin de obtener la configuración electrónica estable de los gases nobles. Para satisfacer la regla del octeto, un átomo puede ganar, perder o compartir electrones con otro o más átomos. El resultado de este proceso es la formación de un “pegamento” eléctrico que une a los átomos. En resumen la mayoría de los átomos son químicamente reactivos se unen entre sí para alcanzar la configuración estable de los gases nobles conservando a la vez la neutralidad eléctrica general.

Enlaces Iónicos

Quizás el tipo de enlace más fácil de visualizar sea el enlace iónico. En él, se transfieren uno o más electrones de valencia desde un átomo a otro. Dicho en términos sencillos, un átomo sede sus electrones de valencia y el otro los utiliza para completar su capa externa. Un ejemplo común de enlace iónico es la unión del Sodio (Na) y el Cloro (Cl) para producir Cloruro de Sódico (La sal de mesa común).

La definición química de un enlace iónico es la unión de átomos que resulta de la presencia de atracción electrostática entre los iones de distinto signo, es decir, uno fuertemente electropositivo (baja energía de ionización) y otro fuertemente electronegativo (alta afinidad electrónica). Eso se da cuando en el enlace, uno de los átomos capta electrones del otro.

Dado que los elementos implicados tienen elevadas diferencias de electronegatividad, este enlace suele darse entre un compuesto metálico y uno no metálico. Se produce una transferencia electrónica total de un átomo a otro formándose iones de diferente signo. El metal dona uno o más electrones formando iones con carga positiva o cationes con una configuración electrónica estable. Estos electrones luego ingresan en el no metal, originando un ion cargado negativamente o anión, que también tiene configuración electrónica estable. Son estables pues ambos, según la regla del octeto o por la estructura de Lewis adquieren 8 electrones en su capa más exterior(capa de valencia), aunque esto no es del todo cierto ya que contamos con dos excepciones, la del Hidrógeno (H) que se rodea tan sólo de 2 electrones y el Boro (B) que se rodea de seis. La atracción electrostática entre los iones de carga opuesta causa que se unan y formen un compuesto.

Los compuestos iónicos forman redes cristalinas constituidas por iones de carga opuesta, unidos por fuerzas electrostáticas. Este tipo de atracción determina las propiedades observadas. Si la atracción electrostática es fuerte, se forman sólidos cristalinos de elevado punto de fusión e insolubles en agua; si la atracción es menor, como en el caso de NaCl, el punto de fusión también es menor y, en general, son solubles en agua e insolubles en líquidos apolares como el benceno.

Enlace Covalente

Un enlace covalente entre dos átomos o grupos de átomos se produce cuando estos, para alcanzar el octeto estable, comparten electrones del último nivel.1 La diferencia de electronegatividades entre los átomos no es suficientemente grande como para que se efectúe una transferencia de electrones. De esta forma, los dos átomos comparten uno o más pares electrónicos en un nuevo tipo de orbital, denominado orbital molecular. Los enlaces covalentes se suelen producir entre elementos gaseosos o no metales.

A diferencia de lo que pasa en un enlace iónico, en donde se produce la transferencia de electrones de un átomo a otro; en el enlace covalente, los electrones de enlace son compartidos por ambos átomos. En el enlace covalente, los dos átomos no metálicos comparten uno o más electrones, es decir se unen a través de sus electrones en el último orbital, el cual depende del número atómico en cuestión. Entre los dos átomos pueden compartirse uno, dos o tres pares de electrones, lo cual dará lugar a la formación de un enlace simple, doble o triple respectivamente. En la representación de Lewis, estos enlaces pueden representarse por una pequeña línea entre los átomos.

Existen dos tipos de sustancias covalentes:

Sustancias covalentes moleculares: los enlaces covalentes forman moléculas que tienen las siguientes propiedades:

Temperaturas de fusión y ebullición bajas. En condiciones normales de presión y temperatura (25 °C aprox.) pueden

ser sólidos, líquidos o gaseosos Son blandos en estado sólido. Son aislantes de corriente eléctrica y calor. Solubilidad: las moléculas polares son solubles en disolventes polares y las

apolares son solubles en disolventes apolares (semejante disuelve a semejante).

Redes: Además las sustancias covalentes forman redes, semejantes a los compuestos iónicos, que tienen estas propiedades:

Elevadas temperaturas de fusión y ebullición. Son sólidos . Son sustancias muy duras (excepto el grafito). Son aislantes (excepto el grafito) . Son insolubles.

Son neocloridas.

Otros Enlaces

Como cabe suponer, muchos enlaces químicos son en realidad híbridos. Consiste en cierto grado de compartir electrones, como en los enlaces covalentes, y en cierta medida en la transferencia de electrones, como el enlace iónico. Además, puede haber enlaces covalentes e iónicos dentro del mismo compuesto. Esto ocurre en muchos silicatos, donde los átomos de silicio y de oxígeno forman enlaces covalentes para construir el bloque de construcción básico común a todos los silicatos. Esas estructuras, a su vez, se unen mediante enlaces iónicos a iones metálicos, produciendo diversos compuestos químicos eléctricamente neutros.

Existen otros enlaces químicos en el cual los electrones de valencia son libres para migrar de un ion a otro. Los electrones de valencia móviles actúan como el “pegamento eléctrico”. Este tipo de compartición electrónica se encuentra en los metales, como el cobre, el oro, el aluminio, y la plata. Y se denomina enlace metálico. El enlace metálico es el responsable de la elevada conductividad eléctrica de los metales, de la facilidad con que son moldeados y de sus otras numeras propiedades especiales de los metales.

Isótopos y Radiactividad

Las partículas subatómicas son tan increíblemente pequeñas que se ideó una unidad especial para expresar su masa. Un protón o un neutrón tiene una masa que sólo ligeramente mayor que una unidad de masa atómica, mientras que un electrón es solo aproximadamente dos milésimas la unidad de esa masa atómica. Por tanto, aunque los electrones desempeñan un papel activo en las reacciones químicas, no contribuyen de manera significativa a la masa de un átomo.

El número másico el número másico o número de masa representa el número de los protones y neutrones que se encuentran dentro del núcleo del átomo. Se simboliza con la letraA. El uso de esta letra proviene del alemán Atomgewicht, que quiere decir peso atómico, aunque sean conceptos distintos que no deben confundirse. Por este motivo resultaría más correcto que la letra A representar Atomkern, es decir, núcleo atómico para evitar posibles confusiones. Suele ser mayor que el número atómico, dado que los neutrones del núcleo proporcionan a éste la cohesión necesaria para superar la copulación entre los protones.

El número de masa es además el indicativo de los distintos isótopos de un elemento. Dado que el número de protones es idéntico para todos los átomos del elemento, sólo el número másico, que lleva implícito el número de neutrones en el núcleo, indica de qué isótopo del elemento se trata. El número másico se indica con un superíndice situado a la izquierda de su símbolo, sobre el número atómico. Por ejemplo, el 1H es el isótopo de hidrógeno conocido como protio. El 2H es el deuterio y el 3H es el tritio. Dado que todos ellos son hidrógeno, el número atómico tiene que ser 1.

Estructura de los Minerales

Un mineral está compuesto por una disposición ordenada de átomos químicamente unidos para formar una estructura cristalina correcta. Este empaquetamiento ordenado de átomos se refleja en los objetos de forma regulares que denominamos cristales.

¿Qué determina la estructura cristalina particular de un mineral? La disposición atómica interna de los compuestos formados por iones viene determinada en parte por la carga de iones que intervienen, pero, más importante aún, por su tamaño. Para formar compuestos iónicos estables cada ion de carga positiva se rodea por el mayor número de iones negativos que puedan acomodarse para mantener la neutralidad eléctrica general, y viceversa.

Cabe destacar que lo que aquí llamamos peso, es un término incorrecto que ha sido autorizado por el uso. El Término correcto es masa atómica.

A veces los alumnos nos hacemos una pregunta, ¿existen materiales artificiales mas duros que el diamante? La respuesta a esta interrogante es; Sí, pero conseguirá verlo pronto. Una forma dura del nitruro de carbono (C3N4) descrita el 1989y sintetizada en un laboratorio poco después, puede ser más dura que el Diamante, pero no se ha producido en cantidades suficientes como para realizar un examen adecuado, la producción de este material es costosa, de modo que los diamantes continúan utilizándose como abrasivos y en ciertos tipos de instrumentos cortantes. Los diamantes sintéticos producidos en 1955, se utiliza mucho en la actualidad con estas aplicaciones industriales.

Propiedades físicas de los Minerales

Materia y Minerales

Propiedades físicas de los Minerales.

Los Minerales son sólidos formados por procesos inorgánicos. Cada mineral tiene una disposición ordenada de átomos (estructura cristalina) y una composición química definida, que le proporciona un conjunto único de propiedades físicas. Dado que la estructura interna y la composición química de un mineral son difíciles de determinar sin la ayuda de ensayos y aparatos sofisticados, se suelen utilizar en su identificación las propiedades físicas más fácilmente reconocibles.

Principales propiedades Diagnosticas

Las propiedades físicas diagnosticas de los minerales son las que se pueden determinar mediante la observación o realizando una prueba sencilla. Las principales propiedades físicas utilizadas habitualmente para identificar muestras pequeñas de minerales son: la forma cristalina, el brillo, el color, la raya, la dureza, la exfoliación o la fractura o el peso específico. Las propiedades secundarias o especiales, que una cantidad limitada de minerales exhiben son: el magnetismo, el sabor, el tacto, el olor, la elasticidad, la maleabilidad, la birrefracción y la recreación química con ácido Clorhídrico.

Forma Cristalina: la mayoría de nosotros piensa en un cristal como un lujo raro, cuando en realidad la mayoría de los objetos sólidos inorgánicos está compuesta por cristales. La razón de este concepto erróneo es que la mayoría de los cristales no exhibe su forma cristalina. La forma cristalina, es la expresión externa de un mineral que refleja la disposición interna ordenada de los átomos.

En general, dondequiera que se permita la formación de un mineral sin restricciones de espacio, desarrollara cristales individuales con caras cristalinas bien formadas. Algunos minerales como los de mineral de cuarzo, tienen una forma cristalina muy clara que puede ser útil en su identificación. Sin embargo,

casi siempre el crecimiento cristalino es interrumpido debido a la competición por el espacio, lo que se traduce en una masa de intercrecimiento de cristales, ninguno de los cueles exhibe su forma cristalina.

Brillo.

El brillo es el aspecto o la calidad de luz reflejada de la superficie de un mineral. Los minerales que tienen el aspecto de metales, con independencia del color, se dice que tiene un brillo metálico. Los minerales con brillo no metálico se describen mediante diversos adjetivos, entre ellos vítreo, perlado, sedoso, resinoso y terroso (mate). Algunos minerales tienen un brillo parcialmente metálico y se dice que son sub metálicos.

Color

Aunque el color es una característica obvia en un mineral, a menudo es una propiedad diagnóstica poco fiable. Ligeras impurezas en el mineral común cuarzo, por ejemplo, le proporcionan una diversidad de colores, entre ellos el rosa, el púrpura (amatista), blanco e incluso negro. Cuando un mineral como el cuarzo, exhibe una variedad de color se dice que posee una coloración exótica. La coloración exótica suele estar causada por la inclusión de impurezas, como iones extraños, en la estructura cristalina. De otros minerales por ejemplo el azufre que es amarillo y la malaquita que es verde brillante, se dice que tienen coloración inherente.

Raya

La raya es el color de un mineral en polvo y se obtiene frotando a través del mineral con una pieza de porcelana no vidriada denominada placa de raya. Aunque el color de un mineral puede variar de una muestra a otra, la raya no puede cambiar y, por consiguiente es la propiedad más fiable. La raya también puede ser una ayuda para distinguir minerales con brillos metálicos de minerales que tienen brillo no metálico. Los minerales metálicos tienen por lo general una raya densa y oscura, al contrario de los minerales no metálicos.

Dureza

Una de las propiedades más útiles es la dureza, una medida de la resistencia de un mineral a la abrasión o al rayado. Esta propiedad se determina frotando un mineral de dureza desconocida contra uno de dureza conocida o viceversa. Puede obtenerse un valor utilizando la escala de Mohs de dureza, que consiste en 10 minerales dispuestos en orden en orden desde el 1 (el más blando) hasta el 10 (el más duro).

Exfoliación y Fractura

Los minerales que no exhiben exfoliación cuando se rompen, como el cuarzo, se dice que tienen fractura. Los que se rompen en superficies curvas lisas que recuerdan a vidrios rotos tienen una fractura conoide. Otros se rompen en astillas, pero la mayoría de los minerales se fracturan de forma irregular.

Peso específico

El peso específico es el número que representa el cociente entre el peso de un mineral y el peso de un volumen igual de agua. Por ejemplo, si un mineral pasa tres veces por el mismo volumen de agua, su peso especifico es 3. Con un poco de práctica, se es capaz de calcular el peso específico de los minerales sosteniéndolos en la mano. Por ejemplo, si un mineral parce tan pesado, como las rocas comunes que se han manejado, su peso especifico estará probablemente en algún punto 2,5 y 3. Algunos minerales metálicos tienen un peso especifico dos o tres veces el de los minerales que constituyen las rocas comunes. La galena, que es una mena de plomo tiene un peso especifico entre 7,5, mientras que el oro el de 24 quilates es aproximadamente de 20.

Otras Propiedades de los minerales

Además de las propiedades ya comentadas, algunos minerales pueden reconocerse por otras propiedades distintivas. Por ejemplo, la halita es la sal ordinaria, de manera que pueda identificarse fácilmente con la lengua. Las finas láminas de mica se doblarán y recuperarán elásticamente su forma. El oro es maleable y puede ser fácilmente moldeable. El talco y el grafito producen sensaciones distintas; el talco produce una sensación jabonosa y el grafito, de grasa. Unos pocos minerales, como la magnetita, tienen un elevado contenido de hierro y puede ser captado por un imán, mientras que algunas variedades son imanes naturales y a traerán pequeños objetos que contengan hierro, como los alfileres y los clips.

Además, algunos minerales exhiben propiedades ópticas especiales. Por ejemplo cuando se coloca una pieza transparente de calcita sobre un material impreso, las letras aparecen duplicadas. Esta propiedad óptica se conoce como birrefracción. Además, la raya de muchos minerales que contienen azufre huele a huevos podridos.

Un ensayo químico muy sencillo consiste en colocar una gota de ácido clorhídrico diluido en un cuentagotas en la superficie fresca de un mineral. Algunos minerales denominados carbonatos, producirán efervescencia con el ácido clorhídrico. Este ensayo es útil para determinar el mineral calcita, que es un carbonato mineral común.

En resumen una serie de propiedades químicas y físicas son especiales son útiles para identificar ciertos minerales. Entre ellas se encuentra el sabor, el color, la elasticidad, el olor, el tacto, la birrefracción, y la reacción química con ácido clorhídrico. Hay que recordar que cada una de estas propiedades depende de la composición (elementos) de un mineral y s estructura (cómo están dispuestos su átomos).

Los silicatos

Materia y minerales

Grupos minerales

Todo silicato contiene los elementos oxigeno y silicio. Además, excepto unos pocos, como el cuarzo, todos los silicatos contienen uno o más elementos necesarios para establecer la neutralidad eléctrica. Esos elementos adicionales dan lugar a la gran variedad de silicatos y a sus diversas propiedades.

El tetraedro silicio-oxígeno

Todos los silicatos tienen el mismo componente básico fundamental, el tetraedro silicio-oxígeno (tetra= cuantro, hedra= base). Esta estructura consiste en cuatro iones de oxígeno que rodean a un ion de silicio mucho menor, el tetraedro silicio-oxígeno es un ión complejo con una carga de -4.

En la naturaleza, una de las formas más sencillas mediantes las cuales estos tetraedros se reúnen para convertirse en compuestos neutros es a través de la adición de iones de carga positiva. De esta manera se produce una estructura químicamente estable que consiste en tetraedros individuales enlazados a través de cationes.

Otras estructuras de Silicato

Además de los cationes que proporcionan la carga eléctrica opuesta necesaria para unir los tetraedros, estos últimos pueden unirse entre si, según la variedad de configuración. Por ejemplo, los tetraedros pueden reunirse para formar cadenas sencillas, cadenas dobles o estructuras laminares. La unión de los tetraedros en cada una de esas configuraciones se produce porque átomos de silicios de tetraedros adjuntos comparten átomos de oxigeno.

Ensamblaje de las estructuras de silicatos

La mayoría de las estructuras silicatadas, entre ellas las cadenas individuales las cadenas dobles o las laminas, no son compuestos químicos neutros. Por tanto como en el tetraedro individual, están todas neutralizadas por la inclusión de los cationes metálicos que las unen una variedad de configuraciones cristalinas complejas. Los cationes que más a menudo enlazan las estructuras silicatadas son los correspondientes son los correspondientes a los elementos hierro (Fe) Magnesio (Mg) Potasio (K) Sodio (Na) Aluminio (Al) y calcio (Ca).

Dada la capacidad de las estructuras de silicio para acomodar con facilidad diferentes cationes en un sitio de enlace determinado, los especímenes individuales de un determinado mineral pueden contener cantidades variables de ciertos elementos. Un mineral de este tipo suele expresarse mediante una fórmula química en la que se utilizan paréntesis para demostrar el componente variable.

La mayoría de los silicatos consiste en un entramado básico compuesto por un solo catión de silicio o aluminio rodeado por cuatro iones de oxígeno con cargas negativas. Estos tetraedros a menudo se reúnen para formar una diversidad de otras estructuras silicatadas (cadenas, laminas, etc.) a a través de átomos de oxígenos compartidos. Por último, los otros cationes se unen con los átomos de oxígenos de esas estructuras silicatadas para crear las estructuras cristalinas más complejas que caracterizan los silicatos.

Silicatos comunes

Los feldespatos son con mucho el silicato más abundante, que comprende más del 50% de la corteza terrestre. El cuarzo el segundo mineral más abundante de la corteza continental, es el único mineral común compuesto completamente por silicio y oxigeno.

Además, se forman en la superficie a partir de productos meteorizados de productos mas antiguos. Otros silicatos se forman bajo las presiones extremas

asociadas con la formación de montañas. Cada silicato, por consiguiente, tiene una estructura y una composición química que indican las condiciones bajo las cuales se formo. Por tanto, mediante un examen cuidadoso de los constituyentes minerales de las rocas, los geólogos pueden determinar a menudo la circunstancia bajo las cuales se formaron las rocas. Examinaremos ahora unos de los silicatos más comunes, que dividimos en 2 grandes grupos principales en función de su composición química.

Los silicatos claros

Los silicatos claros (o no ferromagnesianos tienen general y especifico) tienen generalmente un color claro y peso especifico de alrededor de 2,7 que es considerablemente inferior al de los silicatos ferromagnesianos.

Grupo de los Feldespatos

El feldespato, el grupo mineral más común, puede formarse bajo un intervalo muy amplio de temperatura y presiones, un hecho que explica en parte su abundancia. Tiene 2 planos de exfoliación que se cortan en 90°, o cerca, son relativamente duros (6 en escala de Mohs) y tiene un brillo que oscila entre vítreo y perlado. Como componentes de una roca, los cristales de feldespatos pueden identificarse por su forma rectangular y sus caras brillantes bastante lisas.

Minerales no silicatadas importantes

Los minerales no silicatadas suelen subdividirse en clases, según el anión (ion con carga negativa) o el anión completo que los miembros tienen en común.

Algunos de los minerales no silicatadas más comunes pertenecen a una de tres clases de minerales:

Los carbonatos: Los carbonatos son las sales del ácido carbónico o ésteres con el grupo R-O-C(=O)-O-R'. Las sales tienen en común el anión CO3

2- y se derivan del ácido carbónico H2CO3. Según el pH (la acidez de la disolución) están en equilibrio con el bicarbonato y el dióxido de carbono.

La mayoría de los carbonatos, aparte de los carbonatos de los metales alcalinos, son poco solubles en agua. Debido a esta característica son importantes en geoquímica y forman parte de muchos minerales y rocas.

El carbonato más abundante es el carbonato cálcico (CaCO3) que se halla en diferentes formas minerales (calcita, aragonito), formandorocas sedimentarias (calizas, margas) o metamórficas (mármol) y es a menudo el cemento natural de algunas areniscas.

Sustituyendo una parte del calcio por magnesio se obtiene la dolomita CaMg(CO3)2, que recibe su nombre por el geólogo francés Déodat Gratet de Dolomieu.

Muchos carbonatos son inestables a altas temperaturas y pierden dióxido de carbono mientras se transforman en óxidos.

Los sulfatos: Los sulfatos son las sales o los ésteres del ácido sulfúrico. Contienen como unidad común un átomo de azufre en el centro de un tetraedro formado por cuatro átomos de oxígeno. Las sales de sulfato contienen el anión SO4

2- o

Los haluros: Los haluros orgánicos se nombran considerándolos como sustituyentes anteponiendo al nombre del hidrocarburo correspondiente los siguientes prefijos: fluoro, cloro, bromo, yodo.

CONCLUSIÓN

Los minerales son los materiales que constituyen las rocas de la corteza y del

interior de la Tierra. Son la fuente de los metales y no metales usados por el

hombre durante toda la historia y bases de la civilización. Así mismo, estos

constituyen un registro de las condiciones de su ambiente de formación y por lo

tanto de los procesos que tienen lugar en nuestro planeta. Ellos pueden

indicarnos temperaturas, presiones y otras condiciones fisicoquímicas de

interés para el conocimiento de la Tierra. Gracias al descubrimiento de la

radioactividad natural y la ley de decaimiento radioactivo, los minerales con

elementos radioactivos fueron usados por la Geología para datar la edad de la

Tierra y el Universo, así como construir la ESCALA DEL TIEMPO

GEOLÓGICO, la cual antes de estos descubrimientos estaba basada en

edades relativas.