minerales

1. 26/03/2015
1
MINERALES
SEMESTRE 2015-I
Minerales - Ventajas
Agregados para la construccción
Minerales - Ventajas
Materiales para la fabricación de productos
industriales de construccción
Minerales - Desventajas
Contaminación por Salitre

2. 26/03/2015
2
Minerales - Desventajas
Eflorescencia
Minerales
• Para que se considere mineral cualquier material
terrestre, debe:
• Aparecer en forma natural.
• Ser inorgánico.
• Ser un sólido.
• Poseer una estructura interna ordenada, es decir,
sus átomos deben estar dispuestos según un modelo
definido.
• Tener una composición química definida, que puede
variar dentro de unos límites.
Minerales
• Las rocas se definen de
manera menos precisa, ya
que son materiales más
complejos.
Composición de los Minerales:
Elementos y Átomos
• Elemento: Aquella sustancia que no puede ser
descompuesta mediante una reacción química
en otras más simples.
• Átomo: La unidad más pequeña de un
elemento químico que mantiene sus
propiedades y no es posible dividirla mediante
procesos químicos.
• Isótopos: Átomos de un elemento con diferente
número de neutrones.

3. 26/03/2015
3
• Átomo: La partícula más pequeña
con las propiedades de un
elemento.
– Protones p+
– Neutrones n0
– Electrones e-
– La mayor parte de átomos
tienen carga neutra, p+ = e-
• Número atómico: número de
neutrones.
• Masa atómica: protones +
neutrones
• Ión: átomo cargado eléctricamente
Átomo de carbono típico con 6
protones y 6 neutrones
Composición de los Minerales:
Elementos y Átomos
• Los electrones crean zonas esféricas
de carga negativa alrededor del
núcleo denominadas capas o niveles
de energía.
• Un elemento es un cúmulo de
átomos eléctricamente neutros, que
tienen todos el mismo número
atómico.
• Son generalmente los electrones más
externos (electrones de valencia) los
que intervienen en el enlace químico.
Composición de los Minerales:
Elementos y Átomos
• Elementos más abundantes en la corteza terrestre:
– H, Na, Mg, K, Ca, Fe, Al, Si, P, O
• Elementos menos abundantes, pero de importancia geológica:
– He, Li, B, C, N, F, S, Cl, Ar, Ti, Mn, Ni, Cu, Zn, Rb, Sr, Pb
Fuerte tendencia a
ganar e- en la capa
exterior.
Fuerte tendencia a perder
e– de la capa exterior.
Noble
Composición de los Minerales:
Elementos y Átomos
• Enlace iónico: Por la ganancia
o pérdida de electrones los
átomos se convierten en iones,
que son atraídos entre sí
formando moléculas (la unidad
más pequeña con la propiedad
de un compuesto).
Observe como la órbita exterior
de electrónes es completada en
la molécula.
catión anión
Composición de los Minerales:
Elementos y Átomos

4. 26/03/2015
4
Enlace iónico entre el
sodio y el cloro
Composición de los Minerales:
Elementos y Átomos
Arreglo 3D de átomos de carbono en los
diamantes.
Enlace Covalente
• Cada átomo de carbono,
comparte sus cuatro
electrones de su capa
exterior con otros cuatro
átomos de carbono,
entonces todos los átomos
de carbono tienen una
configuración estable de
ocho electrones.
• Cuatro enlaces fuertes de
igual resistencia dan al
diamante su característica
de dureza y brillo.
Composición de los Minerales:
Elementos y Átomos
Enlace Covalente
• Al compartir electrones en un enlace covalente no se
producen iones.
Enlace covalente entre átomos de cloro Cl2
Composición de los Minerales:
Elementos y Átomos
• Enlaces metálicos: Los átomos están agrupados muy
cerca unos de otros y los electrones en las capas de
energía externas fluyen libremente de un átomo a otro.
Este enlace es responsable de la elevada conductividad
eléctrica de los metales, de la facilidad con la que son
moldeados y otras propiedades.
Composición de los Minerales:
Elementos y Átomos
http://www.uhu.es/quimiorg/moleculas.
html

5. 26/03/2015
5
Arreglo de átomos de carbón
en el grafito; los enlaces en
una misma capa son
covalentes y entre capas son
de Van der Waals.
• Enlaces de Van der Waals: Atracciones secundarias
débiles de electrones entre ciertas moléculas, formadas
por la transferencia o compartimiento de éstos.
Composición de los Minerales:
Elementos y Átomos
Estructura de los Minerales
• Un mineral está compuesto por una disposición ordenada
de átomos químicamente unidos para formar una
estructura cristalina concreta. Este empaquetamiento
ordenado de los átomos se refleja en los cristales.
Estructura química del
cloruro de sodio
Formación del cristal
• Minerales polimorfos: Algunos elementos son capaces de reunirse
de más de una forma. La transformación de un polimorfo en otro se
denomina cambio de fase.
Diamante Grafito
Estructura de los Minerales
Propiedades Físicas de los
Minerales
• Están determinadas por su composición y disposición de sus átomos
(cristales).
• FORMA CRISTALINA ó HÁBITO: Cuando un mineral crece sin
interferencia, desarrolla una forma cristalina, que se evidencia cuando
el cristal es suficientemente grande. Si su desarrollo se restringe, la
forma característica se distorsiona o modifica, lo que se traduce en una
masa de intercrecimiento de cristales, ninguno de los cuales exhibe su
forma cristalina.
Empaquetamiento ideal
para iones positivos y
negativos de varios
tamaños

6. 26/03/2015
6
La forma cristalina de
crecimiento de la crisolita y
otros minerales asbestiformes
hace que sean buenos
aislantes
Cristales cúbicos de la pirita
Propiedades Físicas de los
Minerales
• BRILLO: Es el aspecto o la calidad de la luz reflejada en la superficie
de un mineral.
brillo metálico de la pirita brillo resinoso de la esfalerita
Propiedades Físicas de los
Minerales
brillo perloso del talco
brillo vítreo del vidrio (y cuarzo)
Propiedades Físicas de los
Minerales
• COLOR: Es una característica obvia, pero a menudo una propiedad
diagnóstica poco fiable. Cuando un mineral exhibe una variedad de
colores, se dice que posee una coloración exótica. Ésta suele ser
causada por la inclusión de impurezas en la estructura cristalina.
Propiedades Físicas de los
Minerales

7. 26/03/2015
7
Cuarzo: Se aprecia un cristal de cuarzo incoloro, la amatista
(cuarzo púrpura), el citrino (cuarzo amarillo) y el cuarzo ahumado
(de gris a negro)
Propiedades Físicas de los
Minerales
• 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. Puede ser muy diferente del color del mineral. Puede ser
una ayuda para distinguir los minerales con brillos metálicos de
minerales con brillos no metálicos.
Propiedades Físicas de los
Minerales
• DUREZA: Es una medida de la resistencia de un mineral a la abrasión
o al rayado. Se determina frotando un mineral de dureza desconocida
contra uno de dureza conocida, o viceversa. Puede obtenerse un valor
numérico utilizando la Escala de Mohs que consiste en diez minerales
dispuestos en orden del 1 al 10.
1 2
3 4
5
6 7
8
9
10
Propiedades Físicas de los
Minerales
Escala de Mohs
• 1 Talco
• 2 Yeso
• 3 Calcita
• 4 Fluorita
• 5 Apatita
• 6 Feldespato de Potasio
• 7 Cuarzo
• 8 Topaz
• 9 Corindón
• 10 Diamante
Uña del dedo
Moneda de cobre
Cuchillo o vidrio
Lima de acero
Propiedades Físicas de los
Minerales

8. 26/03/2015
8
• EXFOLIACIÓN o CLIVAJE: Es la tendencia de un mineral
a romperse a lo largo de planos de enlaces débiles.
“libros” de mica formados
por un plano perfecto de
clivaje
Las caras cristalinas y el clivaje a menudo se parecen. El clivaje
es una superficie de ruptura, no una característica de formación.
Propiedades Físicas de los
Minerales
La halita, o sal de mesa, con 3
planos de clivaje a 90º entre
ellos.
Exfoliación en fluorita
(8 lados), halita (3
planos a 90°) y calcita
(3 planos a 75°).
Propiedades Físicas de los
Minerales
• FRACTURA: Los minerales que no exhiben exfoliación
cuando se rompen, como el cuarzo, se dice que tienen
fractura.
Fractura fibrosa del asbesto
Fractura concoide del cuarzo
Propiedades Físicas de los
Minerales
• OTRAS PROPIEDADES DE LOS
MINERALES:
– Peso Específico
– Sensación al Tacto
– Propiedades Magnéticas
– Birrefracción
– Olor
– Reacción al Ácido Clorhídrico
– Sabor
– Estriaciones
Propiedades Físicas de los
Minerales

9. 26/03/2015
9
• OTRAS PROPIEDADES DE LOS
MINERALES:
– Peso Específico
– Sensación al Tacto
– Propiedades Magnéticas
– Birrefracción
– Olor
– Reacción al Ácido Clorhídrico
– Sabor
– Estriaciones
Propiedades Físicas de los
Minerales
Grupos de Minerales
El oxígeno ocupa tanto espacio que la corteza es prácticamente una
gran malla de oxígeno
• Hay alrededor de 4000 minerales conocidos,
pero sólo unos cuantos de ellos son formadores
de rocas.
• Los dos elementos más abundantes son el
silicio y el oxígeno que se combinan para
formar la estructura del grupo mineral más
común, los silicatos.
Grupos de Minerales
• El Tetraedro Silicio-Oxígeno es la estructura básica de los
silicatos. Consiste en cuatro iones de oxígeno que rodean a un ión
de silicio.
O
Si
Grupos de Minerales
• Es un anión complejo (SiO4
4-) con una carga de -4.
• Todo silicato contiene (a excepción de unos pocos como el cuarzo)
uno o más elementos necesarios para establecer la neutralidad
eléctrica, dando lugar a la variedad de silicatos.

10. 26/03/2015
10
• Ensamblaje de las Estructuras de Silicatos
Dos tetraedros acoplados entre si
compartiendo un oxígeno en una
de las esquinas.
Grupos de Minerales
• Ensamblaje de las Estructuras de Silicatos
Cadena simple
piroxenos
Cadena doble
anfiboles
Lámina
mica
Grupos de Minerales
• Silicatos Comunes:
• Silicatos Ferromagnesianos (Oscuros).- Contienen hierro,
magnesio o ambos en su estructura.
– Color oscuro
– Peso específico entre 3.2 y 3.6
– Olivino, piroxenos, anfíboles, mica negra (biotita), granate.
• Silicatos No Ferromagnesianos (Claros).- Contienen cantidades
variables de aluminio, potasio, calcio y sodio, y poca o nula
cantidad de hierro y magnesio.
– Color claro
– Peso específico cercano a 2.7
– Moscovita, feldespato, cuarzo.
Grupos de Minerales
Estructura
de los
Silicatos

11. 26/03/2015
11
Ángulos de exfoliación para la Augita y la Hornblenda
• Minerales No Silicatados importantes:
• óxidos - minerales basados en el anión O2-
– hematita (Fe2O3) y magnetita (Fe3O4)
• sulfuros - anión S2-
– pirita (FeS2) y otros minerales
• sulfatos - anión SO4
2-
– yeso (CaSO4
.H2O)
• fosfatos - anión PO4
2-
– apatita (CaPO4)
• carbonatos - anión CO3
2-
– calcita (CaCO3)
– dolomita (CaMg(CO3))
• Halita – NaCl
Grupos de Minerales