Unidad III Los Minerales

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Unidad III Los Minerales
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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.

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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.

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Los Minerales
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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.

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Atomo presenta un nucleo rodeados por
electrones que se mueven por orbitas.
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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

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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.

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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.

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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.

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Los Minerales

• Se encuentran de manera Natural
• Son inorgánicos
• Son sólidos cristalinos
• Tienen una composición química definida

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Los Minerales

• Los cristales reflejan la estructura interna
  atomica y tambien controlan sus propiedades

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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

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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

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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.

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Otras definicionesHábito forma en que se
encuentran los minerales en la naturaleza
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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.

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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).

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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.

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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.

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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.

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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

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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.

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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

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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).

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Color
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).
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Raya
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.
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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.

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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

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Brillo
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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.

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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.

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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.

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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.

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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 Cuarzo Clorita, granate Epidota Calcita Anfíboles (hornblendas) Micas Plagioclasas
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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

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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

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Carbonatos

• Carbonatos El anión es el radical carbonato
  (CO3)2-,
• calcita CaCO3,
• dolomita CaMg(CO3)2,
• malaquita Cu2(OH)2/CO3.

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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

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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.

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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 CaSO42H2O. En los
  wolframatos el anión es el grupo wolframato
  (WO4)4-, p.ej. scheelita o bien esquilita CaWO4.

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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.

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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.

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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