PIE 378/2004 UCM                    LOS MINERALES, SUS PROPIEDADESEl objetivo de este programa es estudiar las principales...
PIE 378/2004 UCMLos cristales aislados son rarísimos en la naturaleza. Los minerales generalmentese presentan en agregados...
PIE 378/2004 UCMde estalactitas. Estrellado: cristales en formas concéntricas simulando estrellas.Geoda: cavidad recubiert...
PIE 378/2004 UCMPROPIEDADES ÓPTICAS: DIAFANIDAD.Llamada en algunas ocasiones transparencia, se refiere a la interacción de...
PIE 378/2004 UCM(cuanto mayores sean las fuerzas de enlace, mayor será la dureza) y también dela composición química. La d...
PIE 378/2004 UCMpobre o imperfecta… Existen también diversos nombres para designar lasdiferentes clases de fractura: conco...
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  1. 1. PIE 378/2004 UCM LOS MINERALES, SUS PROPIEDADESEl objetivo de este programa es estudiar las principales propiedades físicas de lossólidos. Para ello, nada mejor que trabajar manipulando minerales.El procedimiento a seguir consta de cuatro pasos:1. Leer con detenimiento la definición de mineral y las propiedades físicas que sedescriben en este programa hasta comprenderlas bien (las puedes imprimir).2. Realizar la práctica con las muestras de todos los minerales de esta actividad ycompletar una tabla con sus principales propiedades.3. Repasar la tabla de las propiedades hasta asegurarte de que todos losminerales están bien descritos.4. Realizar los ejercicios de evaluación. Obtener el diploma de la actividad yentregárselo al profesor de la asignatura.Vamos a trabajar con estos minerales: Aragonito, calcita, cuarzo, feldespatos(ortosa), galena, grafito, halita, micas (moscovita y biotita), pirita, yeso, talcoy azufre.DEFINICIÓN: Los minerales son sólidos homogéneos, inorgánicos y de origennatural, con una composición química definida y una disposición atómicaordenada.. • Sólidos homogéneos: sustancias sólidas que no pueden serseparadas mediante procedimientos físicos en componentes más simples. Lamayoría de las rocas son agregados de minerales que pueden ser separados unosde otros mediante procedimientos físicos.. • Inorgánicos: las sustancias sólidas de origen orgánico no sonconsideradas minerales. • De origen natural: cristales similares producidos en el laboratorio(sintéticos) no son considerados, en rigor, minerales. • Composición química definida: los minerales son elementosquímicos o sus compuestos cuya composición puede representarse por unafórmula (aunque en algunas ocasiones esta fórmula no es necesariamente fija ypuede variar dentro de unos márgenes definidos).. • Disposición atómica ordenada: los minerales están constituidos pormateria cristalina. Las escasas sustancias sólidas y de origen natural que sonamorfas (con una disposición atómica desordenada) como el ópalo o los vidriosvolcánicos se llaman mineraloides.http://www.ucm.es/info/diciex/programas/minerales/index.htm
  2. 2. PIE 378/2004 UCMLos cristales aislados son rarísimos en la naturaleza. Los minerales generalmentese presentan en agregados o asociaciones. Llamamos rocas a las asociaciones máscomunes de uno o varios minerales, que se presentan en grandes extensiones enla Tierra o en otros cuerpos planetarios.LAS PROPIEDADES FÍSICAS:Todas las características de los minerales dependen de su composición química yestructura, en la que ejercen una gran influencia las contaminaciones, mezclas ydefectos estructurales que posea cada ejemplar en concreto. Las propiedadesfísicas de los minerales son fundamentales para su identificación. Algunas de lasmás importantes pueden determinarse mediante simple inspección ocular (visu) omediante ensayos muy sencillos.GEOMETRÍA DE LOS CRISTALES:Las relaciones geométricas de los cristales son una característica importante parala identificación de los minerales. Podemos caracterizar la morfología de loscristales de dos maneras. En primer lugar tenemos las características formascristalográficas controladas por la estructura y, por lo tanto, por la simetría delcristal. Existen por otro lado una serie de términos descriptivos que, a pesar deser algo subjetivos, son más fáciles de entender que los de las formascristalográficas, que son más complejos aunque más precisos.FORMAS CRISTALOGRÁFICAS: Existen siete tipos de mallas o redestridimensionales a las que se ajustan todas las posibles estructuras internas delos minerales. Se trata de los conocidos sistemas cristalinos. En cada uno deestos sistemas hay muchas formas posibles, pero todas las formas de un mismosistema cristalino tienen la simetría del mismo. Los siete sistemas son:cúbico; hexagonal; trigonal; tetragonal; rómbico; monoclínico; triclínico.LOS TÉRMINOS DESCRIPTIVOS: Algunos de estos términos se refieren a cristalessimples aunque una gran mayoría describen a los agregados cristalinos (que sonagrupaciones de miles de cristales difíciles de apreciar de forma aislada pero queoriginan una única formación fácil de reconocer). Destacamos los siguientes:Hojoso: alargado en dos direcciones y muy estrecho en la tercera Tabular:alargado en dos direcciones Prismático: alargado fundamentalmente en unadirección Fibroso: en forma de pequeñas fibras paralelas fácilmente separablesentre sí Acicular: cristales delgados, parecidos a agujas Dendrítico: de aspectosimilar a las ramas de las plantas Drusa: superficie cubierta por una capa depequeños cristales Estalactítico: En forma de conos o cilindros colgantes a modohttp://www.ucm.es/info/diciex/programas/minerales/index.htm
  3. 3. PIE 378/2004 UCMde estalactitas. Estrellado: cristales en formas concéntricas simulando estrellas.Geoda: cavidad recubierta de cristales. Granular: agregado de granos cristalinos.Masivo: compacto, irregular, sin aspecto definido.PROPIEDADES ÓPTICAS: COLOR.El color es lo primero que nos llama la atención cuando observamos mineralespero, en realidad, es una de las propiedades menos útiles en su identificación, yaque hay muchos minerales que pueden presentarse con coloraciones muyvariadas y, por otra parte, minerales diferentes pueden presentar coloresidénticos. El color de los minerales se debe a la absorción selectiva de ciertaslongitudes de onda de la luz blanca por algunos de los átomos del mineral.Cuando un mineral absorbe todas las longitudes de onda lo veremos negro, si lasrefleja todas será blanco y si, por ejemplo, lo vemos azul, es porque absorbetodas la longitudes de onda excepto las que corresponden al azul, que lasrefleja. En estado puro una gran mayoría de minerales son blancos o pococoloreados, pero algunas impurezas pueden conseguir una gran variabilidad decolores. Los metales de transición suelen ser los responsables de la mayoría delas coloraciones. El cobre generalmente produce minerales verdosos o azulados;el hierro es responsable de coloraciones rojas y amarillas, etc.El color de la raya es el color del polvo fino de un mineral. Este color es máspreciso y constante que el color del mineral que puede sufrir cambios debido aalteraciones en su superficie.PROPIEDADES ÓPTICAS: BRILLO.Es una propiedad compleja que describe el aspecto que presenta la superficie deun mineral cuando se refleja la luz, por lo tanto depende de la intensidad de lareflexión. El brillo no tiene relación alguna con el color del mineral.Los términos que se utilizan para referirse al brillo tratan de ser descriptivos,pero se requiere un poco de entrenamiento para su correcta utilización.En principio podemos dividir el brillo en dos tipos: metálico, cuando susuperficie brilla como los metales, reflejando totalmente la luz. Si no es así,se dice que el brillo es no metálico, y se intenta determinar si es:Vítreo: si brilla como el vidrio.Mate: sí carece de brillo, típico de las sustancias terrosas.Submetálico: entre metálico y mate.Graso: si parece como cubierto por una película de grasa.Nacarado: si se parece al brillo de las perlas, ligeramente irisado.Adamantino: si posee un brillo muy intenso como el diamante.Sedoso: sí brilla como la seda; típico de los materiales fibrosos.http://www.ucm.es/info/diciex/programas/minerales/index.htm
  4. 4. PIE 378/2004 UCMPROPIEDADES ÓPTICAS: DIAFANIDAD.Llamada en algunas ocasiones transparencia, se refiere a la interacción de laluz con el cristal. Existen estas posibilidades: Transparentes: si puede apreciarse con nitidez el contorno de un objeto situado detrás. Semitransparente: cuando no se puede precisar el contorno de un objeto situado detrás. Translúcidos: si deja pasar luz pero no es posible la observación de los objetos situados al otro lado. Semitranslúcidos: el mineral es atravesado por la luz en sus bordes más delgados. Opacos: los cristales impiden totalmente el paso de la luz.No es una propiedad importante en el reconocimiento de minerales; algunos deellos translúcidos o transparentes se convierten en opacos mediante inclusiones oalteraciones.PROPIEDADES ÓPTICAS: LUMINISCENCIA.Algunos minerales cuando son sometidos a estímulos mecánicos, químicos o avariaciones térmicas, emiten luz de coloraciones diversas, es el fenómeno de laluminiscencia. Si, una vez cesado el estímulo, la emisión permanece durantebastante tiempo se habla de fosforescencia. Si la emisión cesa con el estímulo sedenomina fluorescencia.PROPIEDADES MECÁNICAS. La Tenacidad: es la resistencia que opone un sólido aser roto. Esta propiedad no tiene ninguna relación con la dureza (por ejemplo eldiamante es el mineral más duro que se conoce pero debe tratarse con cuidadopara evitar que se fragmente por un golpe). Frente a la tenacidad, un mineralpuede comportarse como tenaz o resistente o bien como frágil si se rompe confacilidad Por otra parte existen una serie de términos referidos a la facilidad conla que un sólido puede ser deformado. Destacamos los siguientes:Dúctil, si se pueden hacer hilos delgados.Maleable, si puede moldearse en láminas delgadas. Flexible, si se curvafácilmente sin romperse. Elástico, cuando recobra su forma primitiva al cesar lafuerza que lo deforma y plástico si no recobra su forma original.La Dureza: es una propiedad bastante característica por lo que la tratamos conmayor extensión. Se define como la resistencia que ofrece la superficie lisa de unmineral a ser rayada. Depende de la cohesión y, por lo tanto, de la estructurahttp://www.ucm.es/info/diciex/programas/minerales/index.htm
  5. 5. PIE 378/2004 UCM(cuanto mayores sean las fuerzas de enlace, mayor será la dureza) y también dela composición química. La dureza varía con la dirección. Su determinaciónexacta es difícil. Para identificar la dureza sigue siendo válida la escala de Mohs.Esta escala toma como referencia 10 minerales a los cuales se les asigna unnúmero entero. Comparando sus durezas se puede determinar la de cualquiermineral. El mineral con número superior siempre raya a los inferiores (pero lasvariaciones de dureza entre cada uno de los minerales de la escala no son valoresconstantes). La escala de Mohs es la siguiente: 1.- TALCO, 2.- YESO, 3.-CALCITA, 4.- FLUORITA, 5.- APATITO, 6.- FELDESPATO, 7.- CUARZO, 8.- TOPACIO, 9.- CORINDÓN, 10.- DIAMANTEEn los laboratorios escolares es frecuente establecer tres o cuatro grupos: Dureza baja: si se raya con la uña. Dureza media: si se puede rayar con el vidrio pero no se raya con la uña (en este caso la dureza estará comprendida entre 2,5 y 5,5). Dureza alta: si no se puede rayar con un trozo de vidrio (la dureza del mineral será en este caso mayor que la del vidrio que es de 5,5). Dureza muy alta: si no se puede rayar con un trozo de cuarzo (la dureza será entonces mayor que 7).Para determinar la dureza hay que tomar una serie de precauciones: — Realizar las pruebas en superficies frescas, pues superficies alteradas provocan una disminución de la dureza. — No confundir la raya con la huella que dejan los minerales más blandos. Mientras la huella puede ser limpiada, la raya es irreversible. — Tener en cuenta la naturaleza de un mineral pues los minerales pulverulentos, granulares o astillosos pueden romperse y quedar aparentemente rayados por minerales realmente más blandos.FRACTURA Y EXFOLIACIÓN.La rotura de un mineral a lo largo de una superficie irregular se denominafractura. Se llama exfoliación cuando un mineral se rompe a favor de alguna desus caras planas. Esta propiedad está íntimamente ligada a la estructuracristalina. Los planos de exfoliación representan las direcciones en las que losenlaces que unen a los átomos son relativamente débiles. Existen unas cuantasreglas acerca de la exfoliación, una es que es reproducible, esto es que un cristalse podrá romper una y otra vez a lo largo de planos paralelos a los deexfoliación. Otra es que todo plano de exfoliación debe de ser paralelo a carasreales o posibles del cristal. También podemos establecer que los mismosminerales presentarán siempre la misma exfoliación. Para describir los grados deexfoliación se emplean términos como: perfecta, buena, regular (apreciable),http://www.ucm.es/info/diciex/programas/minerales/index.htm
  6. 6. PIE 378/2004 UCMpobre o imperfecta… Existen también diversos nombres para designar lasdiferentes clases de fractura: concoidea (con superficies curvas en forma deconcha), fibrosa o astillosa (con entrantes y salientes puntiagudos) granular,desigual o imperfecta, etc.PESO ESPECÍFICO Y DENSIDAD El peso específico es la relación entre el peso deun mineral con el peso del mismo volumen de agua pura a 4º C (que es la 3temperatura en la que el agua alcanza su densidad exacta de 1 g/cm ). Semuestra numéricamente sin unidades. Un PE de 3,5 indica que el mineral pesatres veces y media el peso del agua. El PE está determinado por la estructuracristalina y por la composición química. Cuanto mayor es número atómico de loselementos que forman el mineral y más compacto es su ordenamiento internomayor es el peso específico. Se consideran ligeros los minerales con pesosespecíficos inferiores a 2, entre 2 y 4 se consideran normales y pesados lossuperiores a 4. La mayoría de los minerales que forman las rocas tienen un pesoespecífico de alrededor de 2,7. Aunque físicamente el concepto de pesoespecífico es diferente al de densidad, es común utilizar estos términos comosinónimos (la densidad es la masa por unidad de volumen de un material. Sueleexpresarse en gramos por centímetro cúbico). El PE es un dato de gran fiabilidadpara la determinación de los minerales. Con un poco de práctica se puedenrealizar buenas aproximaciones sopesando los minerales en nuestras manos, peroes bastante fácil determinarlo con exactitud utilizando una balanza.PROPIEDADES MAGNÉTICAS.Cuando los minerales son fuertemente atraídos por un imán se denominanferromagnéticos (magnetita). Cuando son atraídos débilmente paramagnéticos(hematites, siderita). Cuando no son atraídos diamagnéticos (azufre, cuarzo).PROPIEDADES ELÉCTRICASLos metales nativos, los sulfuros y los óxidos transmiten la corriente eléctrica;sin embargo, la mayoría de los minerales son malos conductores o dieléctricos.Algunos minerales (con ejes polares, esto es sin centro de simetría) al estarsometidos a presión adquieren cargas eléctricas de signo contrario en susextremos. El fenómeno se conoce como piezoelectricidad (por ej. el cuarzo).Algunos cristales cuando se someten a variaciones térmicas se cargan deelectricidad en algunas caras, el fenómeno se conoce como piroelectricidad (laturmalina).DETERMINACIÓN DE LAS PRINCIPALES PROPIEDADES FÍSICASDE LOS MINERALEShttp://www.ucm.es/info/diciex/programas/minerales/index.htm
  7. 7. PIE 378/2004 UCMLos minerales que vamos a estudiar son: Aragonito, calcita, cuarzo, feldespatos (ortosa),galena, grafito, halita, micas (moscovita y biotita), pirita, yeso, talco y azufre.Hay que seguir paso a paso las indicaciones que se describen a continuación para averiguarlas propiedades más importantes de cada uno de los minerales. Se deben anotar todos losdatos recogidos en una tabla ordenada.1º.- Describir las CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS del mineral.2º.- Describir las CARACTERÍSTICAS ÓPTICAS: 2.a.- Anotar el color que se aprecia sobre la superficie del mineral considerando principalmente los colores del Arco iris. 2.b.-Para averiguar el color de la raya se debe frotar el mineral sobre una placa de porcelana sin pulir. 2.c.- Observar con detenimiento y describir el tipo de brillo que presenta la muestra. 2.d.- Por último determinar la diafanidad.3º.- Describir las CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS, aunque no siempre es posible enlos laboratorios escolares pues en muchos casos se requiere destrozar la muestra: 3.a.- Describir si el mineral presenta alguna de las siguientes características: tenaz, frágil, dúctil, maleable, flexible o elástico. 3.b.- Ahora con un trozo de vidrio y nuestras uñas podemos determinar la dureza de la muestra. 3.c.- Observar muy detenidamente la muestra e intentar determinar si presenta exfoliación. Si no presenta exfoliación intentar describir el tipo de fractura que presenta.4º.- Finalmente intentaremos determinar OTRAS PROPIEDADES: • Sopesando el mineral en la mano y teniendo en cuenta su volumen, se puede indicar si el mineral es denso o ligero, es decir su densidad aproximada. • Con ayuda de imanes podemos determinar sus propiedades magnéticas. • Siempre es importante conocer los elementos químicos que componen los minerales que estamos estudiando. Podemos conocer la fórmula de cada mineral consultando en libros o en Internet. Destacamos que son ocho los principales elementos que forman la mayoría de los minerales y rocas de la superficie de nuestro planeta, son estos: oxígeno, silicio, aluminio, hierro, calcio, sodio, potasio y magnesio. • También es importante buscar información para conocer los usos más frecuentes de cada mineral. • En algunos minerales, pueden describirse otras propiedades, como por ejemplo el tacto (untuoso, húmedo, graso, etc.), el olor, el sabor, su reacción ante los ácidos, etc.http://www.ucm.es/info/diciex/programas/minerales/index.htm

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