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Universidad Nacional de Educación a Distancia 
Facultad de Ciencias 
Departamento de Ciencias Analíticas 
CristaMine 
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Óptica**Cristalografía 
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Departamento de Ingeniería Geológica de la ETSI de 
Minas de Madrid (UPM)
• Departamento de Ciencias Analíticas de la 
UNED y del Departamento de Ingeniería 
Geológica de la ETSI de Minas de Madrid 
(UPM), a tenor de las nuevas posibilidades 
ofrecidas por la aplicación de nuevas 
tecnologías (especialmente Internet) a la 
educación universitaria, decidió establecer un 
marco que permitiera promover actividades de 
I+D para la mejora y fomento de la docencia de 
la Cristalografía y Mineralogía en lengua 
castellana.
• Colaboración activa en el desarrollo de la investigación 
de la aplicación de nuevas tecnologías a la docencia de 
la Cristalografía y Mineralogía. 
• Captación de alumnos, profesores tutores y profesores 
titulares interesados. 
• Mantenimiento de la formación necesaria en nuevas 
tecnologías (programas de edición HTML, multimedia, 
etc). 
• Puesta a disposición común del material fotográfico y de 
los medios tecnológicos disponibles. 
• Búsqueda de financiación con el fin de facilitar becas y 
equipos. 
• Desarrollo de una actividad continua de difusión de 
resultados.
• Comprende los cursos siguientes: 
• CRISTALOGRAFÍA 
• estructura del curso ir al curso 
• CRISTALOGRAFÍA ÓPTICA 
• estructura del curso ir al curso 
• MINERALOGÍA 
• estructura del curso ir al curso 
• MINERALOGÍA DESCRIPTIVA 
• estructura del curso ir al curso 
• GEMOLOGÍA 
• estructura del curso ir al curso
NOTAS DE MINERALOGÍA: CRISTALOGRAFÍA 
• El estado cristalino Introducción Redes cristalinas 
• -Filas reticulares-Plano reticular-Índices de Miller-Celda 
unidad-Redes planas-Redes de Bravais Simetría- 
Elementos de simetría-Combinación de elementos-Las 
32 clases de simetría-Simetría y redes de Bravais. 
Sistemas cristalinas. Simetría con traslación- 
Elementos de simetría con traslación-Los 17 grupos 
planos-Grupos espaciales 
• Morfología de los cristales Introducción- Clases de 
simetría-Formas cristalinas -Proyección estereográfi 
ca- Atlas de formas cristalinas con sus proyecciones 
estereográficas- Difracción de rayos X Introducción 
Ecuaciones de Laue -Ley de Bragg - Posiciones 
atómicas - Métodos de difracción de rayos X 
Estructuras cristalinas - Introducción Coordinación 
de iones - Tipos de estructuras cristalinas
NOTAS DE MINERALOGÍA: CRISTALOGRAFÍA 
• Se describen como materiales cristalinos 
aquellos materiales sólidos cuyos elementos 
constitutivos se repiten de manera ordenada y 
paralela y cuya distribución en el espacio 
muestra ciertas relaciones de simetría. Así, la 
propiedad característica y definidora del medio 
cristalino es ser periódico, es decir, que a lo 
largo de cualquier dirección, y dependiendo de 
la dirección elegida, la materia que lo forma se 
halla a distancias específicas y paralelamente 
orientada. Además de ésta, otras propiedades 
características son la homogeneidad y la 
anisotropía.
NOTAS DE MINERALOGÍA: CRISTALOGRAFÍA 
• Por tanto, el cristal está formado por la 
repetición monótona de agrupaciones 
atómicas paralelas entre sí y a distancias 
repetitivas específicas (traslación). La 
red cristalina es una abstracción del 
contenido material de este medio 
cristalino, y el tratarlo únicamente en 
función de las traslaciones presentes 
constituye la esencia de la teoría de las 
redes cristalinas.
NOTAS DE MINERALOGÍA: CRISTALOGRAFÍA
NOTAS DE MINERALOGÍA: CRISTALOGRAFÍA 
• En la red cristalina todos los puntos, nudos, tienen 
exactamente los mismos alrededores y son 
idénticos en posición con relación al patrón o 
motivo que se repite. Este motivo es una constante 
del cristal ya que constituye el contenido material, 
es decir, su naturaleza atómica, de manera que 
red x motivo = cristal. 
• En esta red espacial existe una porción del 
espacio cristalino, denominado celda unidad, el 
cual repetido por traslación y adosado desde un 
punto reticular a otro engendra todo el retículo. De 
esta manera, conociendo la disposición exacta de 
los átomos dentro de la celdilla unidad, conocemos 
la disposición atómica de todo el cristal.
NOTAS DE MINERALOGÍA: CRISTALOGRAFÍA 
• Periodicidad 
• El medio cristalino es un medio periódico ya que 
a lo largo de cualquier dirección la materia que 
lo forma se halla a distancias específicas y 
paralelamente orientada, de forma que la 
orientación y distancias a que se encuentran 
dependen de la dirección elegida. La distancia 
según la cual las unidades estructurales se 
repiten paralela e idénticamente a lo largo de 
una dirección dada se denomina traslación. 
Éstas definen la denominada red cristalina, 
constituida por una serie de puntos (nudos) 
separados entre sí por las citadas traslaciones.
NOTAS DE MINERALOGÍA: CRISTALOGRAFÍA 
• Homogeneidad: 
• En una red cristalina la distribución de nudos 
alrededor de uno de ellos es la misma, 
independientemente del nudo que tomemos 
como referencia. Así una red es un conjunto de 
nudos homogéneos o bien, un conjunto 
homogéneo de nudos. 
• Anisotropía: 
• La red de nudos constituyente del estado 
cristalino es anisótropa en cuanto a las 
distancias entre nudos, es decir, ésta depende 
de la dirección según la cual se mide.
REDES CRISTALINAS 
• Para una apropiada asimilación de lo que significa el orden 
interno cristalino, se ha de comenzar por la visualización y 
definición, a través de vectores traslación, del orden interno 
monodimensional, constituido por las diferentes direcciones 
de la red que definen, por su periodicidad, filas reticulares 
donde los nudos están alineados y equidistantes entre sí. 
• Fila reticular 
• Se trata de una fila de nudos obtenida por aplicación 
sucesiva de una traslación definida. 
• El símbolo de las filas reticulares se denomina como los 
índices [uvw] que son los componentes del vector traslación 
que une dos nudos adyacentes de la fila considerada 
expresados en función de un par primitivo cuyo origen se 
sitúa sobre uno de estos dos nudos.
REDES CRISTALINAS
REDES CRISTALINAS
REDES CRISTALINAS
REDES CRISTALINAS
REDES CRISTALINAS
REDES CRISTALINAS 
• Plano reticular 
• Un plano reticular queda definido por dos filas 
reticulares conjugadas. Todo plano reticular 
puede definirse por sus intersecciones (Ha, Kb, 
Lc) con los tres ejes fundamentales del cristal. 
Las dimensiones de estas intersecciones (HKL), 
medidas desde un nudo tomado como origen 
son los parámetros del plano reticular 
correspondiente. Sin embargo, la denominación 
habitual de un plano reticular son los índices de 
Miller.
• Índices de Miller 
• Se obtienen calculando las intersecciones 
(H, K, L), o número de traslaciones, con 
los tres ejes fundamentales del cristal. 
Posteriormente se invierten y se eliminan 
denominadores, o bien, se calculan los 
cocientes entre el producto de las tres 
intersecciones dividido entre cada una de 
las intersecciones: (H*K*L= N, N/H= h, 
N/K=k, N/L=l) 
• Ver gráficos correspondientes.
Cristalografía: Indices de MIller 
• Intersecciones: H=æ, K=æ, L=1, 
• Invertimos: 1/æ=0, 1/æ=0, 1/1=1, no existen denominadores
Cristalografía: Indices de MIller 
• Índices de Miller: (001)- Ver procedimiento
Cristalografía: Indices de MIller 
• 1º. Deducir las intersecciones de cada plano con los ejes 
cristalográficos a, b y c. Es decir, contar el número de 
traslaciones t1, t2 y t3 que ocupa el plano sobre los ejes 
a, b y c. 
• El plano ABD ocupa: 
• 2t1 en el eje a, 2t2 en el eje b, y 4t3 
en el eje c 
• El plano EBD ocupa: 
• 4t1 en el eje a, 2t2 en el eje b, y 4t3 
en el eje c
• 2º. Para calcular los índices de Miller de cada 
plano, a partir de estas intersecciones, se 
invierten los valores y, si es necesario, se 
reducen las fracciones 
• El plano ABD corta a los ejes en 2, 2 y 4. 
• Su inversión es: 1/2, 1/2, 1/4. 
• Reducimos fracciones, quitando 
denominadores: 2/4, 2/4, 1/4. Sin 
denominadores queda 221 
• Índices de Miller: (221) 
•
• El plano EBD corta a los ejes en 4, 2 y 4. 
• Su inversión es: 1/4, 1/2, 1/4. 
• Reducimos fracciones, quitando 
denominadores: 1/4, 2/4, 1/4. sin 
denominadores queda 121 
• Índices de Miller: (121) 
• * Este símbolo entre paréntesis (hkl) nombra el 
plano dado, mientras que entre corchetes {hkl} 
indica todos los planos homólogos que resultan 
de aplicar los elementos de simetría del cristal al 
plano (hkl). 
•
• Celda unidad 
• En una red cristalina existen siempre tres 
traslaciones no coplanarias que tienen las 
dimensiones mínimas entre todas las 
traslaciones posibles de la red: son las 
traslaciones fundamentales o constantes 
reticulares, de dimensiones 
submicroscópicas. La porción del espacio 
cristalino limitado por estas traslaciones 
constituye la celda fundamental del cristal 
y es característica del mismo. Ver gráfico
Cristalografía: Indices de MIller
• Se denomina celda primitiva aquella que 
no tiene nudos en su interior y celda 
múltiple a la que si los tiene y está 
definida por vectores múltiples que son 
múltiplos enteros del vector traslación 
unitario de igual dirección. Se llama 
multiplicidad al número de nudos que 
hay por celda elemental (todas las celdas 
primitivas de una red tienen multiplicidad 1 
, ¼ * 4 = 1)
Cristalografía: Indices de MIller
Modelo de Celda Múltiple
Cristalografía: REDES PLANAS 
• El orden bidimensional es el resultado de traslaciones 
regulares en dos direcciones distintas que resultan en la 
definición de los cinco tipos de redes planas. La 
asimilación de este orden bidimensional es básica para 
comprender la regularidad correspondiente a objetos 
tridimensionales tales como la materia cristalina. Se 
definen cinco tipos de redes planas con las siguientes 
características
REDES PLANAS 
• Red oblicua (a¹ b g ¹ 90º)
REDES PLANAS 
• Red rectangular (a¹ b g =90º)
REDES PLANAS 
• Existen también redes centradas, que son el 
resultado de añadir nuevos nudos en el centro 
de cada paralelogramo generador de la red 
plana. Sólo puede realizarse esta operación de 
centrado si la red resultante es 
morfológicamente diferente de la original; por 
ello sólo pueden centrarse las redes 
rectangulares (obteniéndose una red rómbica) o 
las redes rómbicas (dando lugar a una red 
rectangular).
REDES PLANAS 
• Redes centradas
REDES PLANAS 
• Red rómbica (a=b g ¹ 90º, 60º, 120º)
REDES PLANAS 
• Red hexagonal (a=b g =60º, 120º)
REDES PLANAS 
• Red cuadrada (a=b g =90º)
REDES PLANAS 
• Las redes planas forman, por apilamiento 
homogéneo, los distintos tipos de redes 
espaciales, es decir, las distintas familias de 
planos cristalinos que integran el cristal. La 
manera como estos planos se apilan determina 
los ángulos entre las traslaciones 
fundamentales en las tres dimensiones que es 
lo que define, a su vez, la forma y dimensiones 
del paralelepípedo o celda unidad que 
caracteriza la red cristalina.
REDES DE BRAVAIS 
• De la superposición de planos se generan catorce 
celdas morfológicamente distintas que se conocen 
como las Redes de Bravais, en honor de su 
descubridor. 
• En términos de redes cristalinas tridimensionales, los 
paralelepípedos fundamentales, morfológicamente 
distintos son el resultado de combinar las tres 
traslaciones fundamentales de valores dados con sus 
inclinaciones respectivas, es decir, con los tres 
ángulos a, ß, y g . 
• Su construcción se realiza apilando paralelamente una 
sucesión infinita de modelos planos idénticos, de 
manera que la distancia entre ellos sea siempre igual 
(familia de planos). Mientras que en el plano se 
deducían cinco tipos de redes, en el espacio 
tridimensional se reconocen hasta catorce 
distribuciones periódicas:
REDES DE BRAVAIS 
• Red triclínica (a≠ b ≠ c - a ≠ ß ≠g ≠ 90º) 
• Debido a los valores distintos entre sí de las 
traslaciones y de los ángulos fundamentales, el 
paralelepípedo tiene forma cualquiera, 
triplemente inclinado (por ello se denomina 
triclínico). Se trata de una red primitiva.
REDES DE BRAVAIS 
• Modelos de redes Triclínicas
REDES DE BRAVAIS 
• Redes monoclínicas 
(a ≠ b ≠ c a= g =90º ≠ ß ) 
• La celda es un 
paralelepípedo no recto 
de base rectangular 
(formados por redes 
planas rectangulares). 
• - Red monoclínica 
primitiva, P 
• - Red monoclínica de 
base centrada.
REDES DE BRAVAIS 
• Red monoclínica primitiva, P
REDES DE BRAVAIS 
• La operación de centrado de redes permite la 
generación de este otro tipo de red. Si se centra 
la red plana rectangular (100), su símbolo es A, 
y si se centra la (001) es C. Morfológicamente 
estas redes sólo se diferencian en su 
orientación, por tanto, las redes monoclínicas 
de base centrada A y C son equivalentes.
REDES DE BRAVAIS 
• Redes rómbicas (a # b # c a=ß=g=90º) 
• Red rómbica primitiva, P 
• El paralelepípedo fundamental es un prisma recto de base 
rectangular. Los tres planos fundamentales, (100), (010) y (001), 
más los planos diagonales del prisma, son redes planas 
rectangulares. 
• - Redes rómbicas centradas 
• La operación de centrado de redes permite la generación de 
estos otros tipos de red. Si se centran las redes planas 
rectangulares (100), (010) y (001) sus símbolos son 
respectivamente A, B y C. 
• Morfológicamente estas redes son iguales y se denominan red 
rómbica de base centrada, simbolizada por C. Cuando la 
operación de centrado es sobre las tres caras a la vez, la red se 
denomina red rómbica de caras centradas y se simboliza por F. 
Si el centrado se produce en los planos diagonales del prisma, la 
red resultante se denomina red rómbica centrada en el interior, 
de símbolo I.
REDES DE BRAVAIS 
• Red rómbica primitiva, P
REDES DE BRAVAIS 
• Redes rómbicas centradas
REDES DE BRAVAIS 
• Redes tetragonales (a=b#c a=ß=g=90º) 
• Red tetragonal , P 
• La celda fundamental es un prisma recto de base 
cuadrada. La familia de planos (001) son de red plana 
cuadrada, mientras que (100) y (010) son rectangulares 
e idénticos entre sí. 
• - Red tetragonal centrada, I 
• Al ser iguales por simetría, los planos (100) y (010) no 
pueden centrarse independientemente, y, a su vez, no 
pueden hacerlo simultáneamente porque ello destruye 
la homogeneidad de los planos de la misma familia. 
• Sin embargo, los planos diagonales, que son también 
redes rectangulares, pueden centrarse dando origen a 
la red tetragonal centrada en el interior, I.
REDES DE BRAVAIS 
• Red tetragonal , P
REDES DE BRAVAIS 
• Red tetragonal , P y Red tetragonal centrada, I
REDES DE BRAVAIS 
• Red hexagonal, P (a=b#c a=ß=90º, g=120º, 60º) 
• El paralelepípedo fundamental es un prisma 
recto de base rómbica (de ángulo de 60º). Para 
visualizar la forma hexagonal se toma una 
celda múltiple integrada por tres de estas 
celdillas rómbicas 
• Esta red hexagonal permite un apilamiento 
especial de los planos hexagonales. Según 
éste, los nudos se proyectan a 1/3 o a 2/3 de la 
diagonal mayor del rombo, dando como 
resultado una red romboédrica, R de 
(a=b=c a=ß=g#90º)
REDES DE BRAVAIS 
• Red hexagonal, P y red romboédrica, R
REDES DE BRAVAIS 
• red romboédrica, R
REDES DE BRAVAIS 
• red romboédrica, R
REDES DE BRAVAIS 
• Redes cúbicas (a=b=c a =ß=g=90º) 
• - Red cúbica primitiva, P: El paralelepípedo 
fundamental es un cubo. 
• Redes cúbicas centradas: El centrado de las caras del 
cubo no debiera ser posible puesto que son redes pla 
nas cuadradas. Las redes cúbicas centradas se origi 
nan cuando el ángulo del romboedro se hace igual a 
60º y las tres diagonales del romboedro se hacen igua 
les entre sí, definiendo las aristas de un cubo que cir 
cunscribe al romboedro. Así, la distribución de nudos 
es la correspondiente a un cubo de caras centradas, 
originando la red cúbica de caras centradas, F. 
• De forma similar, cuando el ángulo entre las aristas del 
romboedro es de 109º 28´ 16´´, las diagonales de sus 
tres caras fundamentales son perpendicuales entre si e 
iguales en magnitud,
REDES DE BRAVAIS 
• y definen un cubo inscrito en el romboedro. La distribución de 
nudos corresponde a una red cúbica centrada en el interior, I.
REDES DE BRAVAIS 
• Redes Cúbicas: Las redes cúbicas no sólo son 
casos especiales de redes romboédricas, sino 
que también lo son de redes tetragonales).
CURSO DE MINERALOGÍA 
Estructura 
• Química mineral Solución sólida Desmezcla 
mineral Cálculos minerales Representación 
gráfica de la composición mineral 
Termodinámica mineral 
• -Introducción -Principios de la termodinámica- 
Regla de fases de Gibbs-Diagramas de 
estabilidad mineral Cristalización de 
minerales
CURSO DE MINERALOGÍA 
Estructura 
• Propiedades físicas de minerales Morfología 
de cristales Exfoliación y fractura Dureza y 
tenacidad Peso específico Propiedades 
ópticas 
• -Índice de refracción. Birrefringencia 
• -Dispersión 
• -Color 
• -Brillo Otras propiedades 
• -Propiedades eléctricas 
• -Propiedades magnéticas 
• -Luminescencia 
• -Radiactividad
CURSO DE MINERALOGÍA 
Estructura 
• Métodos de análisis mineralógico 
Introducción Separación de las fracciones 
monominerales para análisis Métodos con 
instrumentación sencilla 
• -Reconocimiento visual 
• -Dureza y tenacidad 
• -Peso específico 
• -Goniometría de cristales 
• -Método de inmersión Métodos fundamentales 
de análisis instrumental 
• -Microscopía óptica de polarización
CURSO DE MINERALOGÍA 
Estructura 
• -Técnicas de difracción de rayos X 
• -Fluorescencia de rayosX 
• -Absorción y emisión atómica 
• -Microscopía y microsonda electrónica 
• Otros métodos de análisis instrumental 
mineralógico -Análisis térmico- 
• Espectroscopía UV y óptica- 
• Espectroscopía de infrarrojos- 
• Espectrosopía Raman
CURSO DE MINERALOGÍA 
Estructura 
• QUÍMICA MINERAL 
• De todos los elementos conocidos de la corteza 
terrestre tan sólo ocho constituyen el 99% en peso de 
ésta y casi el 100% de su volumen. Prácticamente 
todos los minerales formadores de rocas o minerales 
petrogenéticos son compuestos de oxígeno, 
fundamentalmente silicatos alumínicos de (Fe, Mg, Ca, 
Na, K), óxidos y carbonatos. Los primeros representan 
el 99% de los minerales de la corteza y el manto 
terrestres. 
• Además, existe otro tipo de minerales formados por 
elementos muy escasos en la corteza (algunas ppm 
como valor medio) pero de gran interés económico (Cu, 
Pb, Hg, Au, Ag, Pt,...), estos minerales son explotados 
en depósitos donde el elemento se haya concentrado
CURSO DE MINERALOGÍA 
Estructura 
• Solución sólida mineral 
• La mayoría de los minerales no son sustancias puras, 
sino que presentan una composición química variable. 
Esto es debido a las frecuentes sustituciones de 
determinados iones o grupos iónicos que presentan 
parecido radio iónico (diferencias < 15%) y de carga 
eléctrica (p.e. Mg2+ por el Fe2+, en posiciones 
octaédricas, el Ca2+ por el Na+ en posiciones de orden 
8 ó 10, o el Al3+ por el Si4+ en posiciones tetraédricas, 
etc.). En los últimos ejemplos para que se mantenga la 
neutralidad eléctrica de la estructura deben tener lugar 
otras sustituciones adicionales. Como resultado de 
estas sustituciones se producen las soluciones sólidas 
minerales en las que en una estructura mineral 
aparecen dos o más elementos distintos con posibilidad 
de ocupar en distintas proporciones una misma posición 
atómica.
CURSO DE MINERALOGÍA 
Estructura 
• Existen diferentes tipos de soluciones sólidas: 
• Solución sólida sustitucional 
• Se produce una sustitución de un elemento por otro en 
todo el intervalo de composiciones posibles 
determinado por las composiciones de dos miembros 
extremos. Un buen ejemplo de este tipo de soluciones 
sólidas es el que forma la serie isomorfa del olivino, 
(Mg,Fe)2SiO4. En el olivino, el Mg2+ puede ser 
reemplazado parcial o totalmente por el Fe2+ 
constituyendo una solución sólida completa entre los 
dos términos extremos forsterita (Mg2SiO4) - fayalita 
(Fe2SiO4). 
• Otro ejemplo es el que forman los carbonatos de la 
serie rodocrosita MnCO3 – siderita FeCO3. Pero 
también existen las sustituciones aniónicas como por 
ejemplo la formada por la solución sólida completa KCl- 
KBr, en la que los aniones Cl- y Br- se sustituyen entre 
ellos.
CURSO DE MINERALOGÍA 
Estructura 
• En muchos casos, en la sustitución no se mantiene la 
neutralidad al sustituirse cationes de diferente valencia, 
lo que se corrige con otras sustituciones dando lugar a 
una sustitución acoplada. El mejor ejemplo es el que 
constituye las plagioclasas, las cuales forman una 
solución sólida acoplada entre los términos sódico o 
albita (NaAlSi3O8) y el cálcico o anortita 
(CaAl2Si2O8). La sustitución final es : Na++Si4+« 
Ca2+Al3+, 
• lo que significa que por cada Ca2+ que reemplaza al 
Na+ un Si4+ debe ser reemplazado por un Al3+ para 
mantenerse la neutralidad.
CURSO DE MINERALOGÍA 
Estructura 
• Solución sólida intersticial 
• Se produce cuando los átomos o iones se localizan en 
los huecos estructurales de un cristal. Algunos 
minerales poseen estructuras cristalinas con grandes 
huecos en los que se alojan iones o moléculas, es el 
caso del Berilo (Be3Al2Si6O18) cuya estructura anular 
cuenta con grandes canales hexagonales que son 
aprovechados por el K+, Rb+, Cs+, H2O, etc, para 
alojarse. Otro ejemplo bien conocido es el que 
constituye el grupo de las zeolitas, éstas poseen un 
estructura muy abierta formada por tetraedros de SiO4 
y AlO4 donde quedan grandes huecos en los que 
acostumbran a acomodarse moléculas de H2O 
débilmente unidas a la estructura.
CURSO DE MINERALOGÍA 
Estructura 
• Solución sólida con omisión 
• Tiene lugar cuando un catión de mayor carga 
reemplaza a dos o más cationes, compensando así su 
carga. El mejor ejemplo lo constituye la pirrotina de 
fórmula Fe(1-x)S, en cuya estructura aparecen 
vacantes en número variable por la ausencia de iones 
Fe2+ en alguna de las posiciones octaédricas. Para 
compensar la deficiencia del Fe es posible que parte de 
éste esté en su estado oxidado (Fe3+), de forma que 
• 2Fe3++ 1vacante « 3Fe2+, 
• manteniéndose así la neutralidad en la estructura.
Cristales de Minerales 
ACANTITA (Fórmula: Cu3 (As, Sb) S4. ) 
Forma Cristalográfica
Cristales de Minerales 
ACANTITA (Fórmula: Cu3 (As, Sb) S4. ) 
Fórmula Química - Ag2S 
Composición - Sulfato de plata. 
12,9% S, 87,1% Ag. 
Cristalización – Monoclínico. 
Clase – Prismática. 
Hábito - Seudo-cúbico, seudo-octaédrico, ramificado. 
Clivaje – Ausente. 
Dureza - 2 a 2,5. 
Densidad relativa - 7,2 - 7,3. 
Fractura - concoidal, irregular. 
Brillo – Metálico. 
Color - Ceniza-chumbo. 
Asociación - Asociada a galena, polibasita, esfalerita . 
Usos - Importante mineral -minería de plata.
Cristales de Minerales 
BISMUTITA (Fórmula Química - Bi2S3 ) 
Forma Cristalográfica
Cristales de Minerales 
BISMUTITA ( ) 
• Fórmula Química - Bi2S3 
• Composición - Trisulfato de 
bismuto. 81,3% Bi, 18,7% S 
• Cristalización – Ortorrómbico. 
• Clase - Bipiramidal rómbica 
Propiedades Ópticas - Anisotropía 
flaca, blanco. 
• Hábito - Macizo, tabular, foliado, 
fibroso. 
• Clivaje- Boa {010} 
• Dureza - 2 
• Densidad relativa - 6,8 - 7,2 
• Brillo – Metálico. 
• Color - Branco, amarillo, verde-metálico. 
Asociado - a bismuto nativo, 
arseniopirita, calcopirita. 
Cristales tabulares de bismutinita Usos - Obtención de bismuto.
Cristales de Minerales 
CALCOCITA
Cristales de Minerales 
CINABRIO 
Forma Cristalográfica
Cristales de Minerales 
CINABRIO 
• Fórmula Química – HgS. 
• Composición - Sulfato de 
mercurio. 13,8% S, 86,2% Hg. 
• Cristalización – Romboédrico. 
• Clase – Trapezoidal. 
• Propiedades Ópticas - Biaxial 
positivo 
Hábito - Romboédrico, tabular. 
• Clivaje - Perfecta (10-10). 
• Dureza - 2 - 2,5. 
• Densidad relativa - 8 - 8,2. 
• Fractura – Subconcoídal. 
• Brillo - Lustroso, adamantino a 
metálico. 
• Color - Vérmelo, marrón-avermelado, 
ceniza. 
• Asociación - Asociada a pirita, 
estilbinita, realgar, ouro. 
• Usos – Importante- mineral de 
mercurio.
Cristales de Minerales 
COVELLITA (Fórmula: CuS.) 
Forma Cristalográfica
Cristales de Minerales 
COVELLITA (Fórmula: CuS.) 
• Fórmula Química – CuS. 
• Composición - Sulfato de cobre. 
33,6% S, 66,4% Cu. 
• Cristalización – Hexagonal. 
• Clase - Bipiramidal dihexagonal. 
Propiedades Ópticas - Uniaxial 
positivo, anisotropía alta, azul-índigo 
Hábito - Laminar estriado. 
• Clivaje - Basal perfecta. 
• Dureza - 1,5 – 2. 
• Densidad relativa - 4,6 - 4,7. 
• Brillo - Submetálico a resinoso. 
• 
Color - Azul-añil. 
Asociación - Asociada a minerales 
de cobre. 
Usos - Mineral cobre de 
importancia secundaria.
Cristales de Minerales ENARGITA 
Fórmula: Cu3 (As, Sb) S4. 
Forma Cristalográfica
Cristales de Minerales ENARGITA 
Fórmula: Cu3 (As, Sb) S4. 
• Fórmula Química - Cu3 (As, 
Sb) S4. 
• Composición - Sulfoarseniato 
de cobre. 32,6% S, 19,1% As, 
48,3% Cu. 
• Cristalización – Ortorrómbico. 
• Clase – bipiramidal rómbica 
Propiedades Ópticas - 
Anisotropía fuerte, cinta-rosado 
con marrón claro. 
Hábito - Prismático, estriado. 
• Clivaje - Perfecta 
• Dureza – 3. 
• Densidad relativa - 4,4 - 4,5 
• Brillo - Lustroso a metálico. 
• Color - Ceniza-escuro. 
Asociación - Asociada a 
bornita, calcosita, pirita, 
esfalerita. 
Usos - Mineral de cobre e 
arsénico.
Cristales de Minerales 
NICOLITA 
Forma Cristalográfica
Cristales de Minerales 
NICOLITA 
• Fórmula Química – NiAs 
• Composición - Arseniato de níquel. 
56,1% As, 43,9% Ni. 
Cristalización - Hexagonal 
Clase - Bipiramidal dihexagonal 
Propiedades Ópticas - Anisotropía 
muy fuerte, rosa-amarillento. 
• Hábito - Macizo, reuniforme. 
• Clivaje - Imperfecta (0001). 
• Dureza - 5 - 5,5 
• Densidad relativa - 7,3 - 7,8 
• Brillo – Metálico. 
• Color - Amarillo-lata y vérmelo-cobre. 
Asociación - Asociada a esmaltina, 
pirita, barita. 
• Propiedades Diagnósticas - Hábito, 
dureza, color, mineral asociado. 
• Usos - Mineral de níquel. 
•
Cristales de Minerales 
OLIVENITA - Fórmula Química - Cu2AsO4 (OH) 
Forma Cristalográfica
Cristales de Minerales 
OLIVENITA - Fórmula Cu2AsO4 (OH) 
• Fórmula Química - Cu2AsO4 
(OH) 
• Composición -Arseniato de cobre 
hidratado. 61,9% Cu2O3, 34,9% 
As2O3, 3,2% H2O 
• Cristalización – Monoclínico. 
• Clase – Prismático. 
• Propiedades Ópticas - Biaxial 
positivo. 
Hábito - Prismático o acicular. 
• Clivaje – Imperfecta. 
• Dureza – 3 
• Densidad relativa - 4,1 - 4,4 
• Fractura – Concoidal. 
• Brillo – Adamantino. 
• Color - Verde – oliva. 
• Asociada - Puede estar 
asociada a adamita y cuarzo. 
Usos - Mineral de cobre.
Cristales de Minerales 
SILVANITA Fórmula Química - (Au, Ag) Te2
Cristales de Minerales 
SILVANITA Fórmula Química - (Au, Ag) Te2 
• Fórmula Química - (Au, Ag) Te2 
Composición - Telurato de ouro e plata. 
25 a 27% Au, 11 a 13% Ag, 56 a 61% 
Te. 
Cristalización – Monoclínico.Clase – 
Prismática. 
Propiedades Ópticas - Anisotropía fuerte, 
blanco a crema. 
Hábito - Variable Foto de Mineral 
Cristales de silvanita (brillantes) en roca. 
• Clivaje - Perfecta (010) 
• Dureza - 1,5 - 2 
• Densidad relativa - 8,24 
• Brillo – Metálico. 
• Color – Ceniza - plateado, y amarillo-lata. 
Asociación - Asociada a ouro, pirita, plata 
nativa, cuarzo. 
Cristales de silvanita • Usos - Mineral de ouro y plata. 
(brillantes) en roca.
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Principios de mineralogía copia-2014

  • 1. Universidad Nacional de Educación a Distancia Facultad de Ciencias Departamento de Ciencias Analíticas CristaMine http://www.uned.es/cristamine/inicio.htm Presentación**Gemología**Mineralogía Descriptiva**Mineralogía**Cristalografía Óptica**Cristalografía Entre directamente en los cursos o utilice nuestro Buscador
  • 2. Departamento de Ingeniería Geológica de la ETSI de Minas de Madrid (UPM)
  • 3. • Departamento de Ciencias Analíticas de la UNED y del Departamento de Ingeniería Geológica de la ETSI de Minas de Madrid (UPM), a tenor de las nuevas posibilidades ofrecidas por la aplicación de nuevas tecnologías (especialmente Internet) a la educación universitaria, decidió establecer un marco que permitiera promover actividades de I+D para la mejora y fomento de la docencia de la Cristalografía y Mineralogía en lengua castellana.
  • 4. • Colaboración activa en el desarrollo de la investigación de la aplicación de nuevas tecnologías a la docencia de la Cristalografía y Mineralogía. • Captación de alumnos, profesores tutores y profesores titulares interesados. • Mantenimiento de la formación necesaria en nuevas tecnologías (programas de edición HTML, multimedia, etc). • Puesta a disposición común del material fotográfico y de los medios tecnológicos disponibles. • Búsqueda de financiación con el fin de facilitar becas y equipos. • Desarrollo de una actividad continua de difusión de resultados.
  • 5. • Comprende los cursos siguientes: • CRISTALOGRAFÍA • estructura del curso ir al curso • CRISTALOGRAFÍA ÓPTICA • estructura del curso ir al curso • MINERALOGÍA • estructura del curso ir al curso • MINERALOGÍA DESCRIPTIVA • estructura del curso ir al curso • GEMOLOGÍA • estructura del curso ir al curso
  • 6. NOTAS DE MINERALOGÍA: CRISTALOGRAFÍA • El estado cristalino Introducción Redes cristalinas • -Filas reticulares-Plano reticular-Índices de Miller-Celda unidad-Redes planas-Redes de Bravais Simetría- Elementos de simetría-Combinación de elementos-Las 32 clases de simetría-Simetría y redes de Bravais. Sistemas cristalinas. Simetría con traslación- Elementos de simetría con traslación-Los 17 grupos planos-Grupos espaciales • Morfología de los cristales Introducción- Clases de simetría-Formas cristalinas -Proyección estereográfi ca- Atlas de formas cristalinas con sus proyecciones estereográficas- Difracción de rayos X Introducción Ecuaciones de Laue -Ley de Bragg - Posiciones atómicas - Métodos de difracción de rayos X Estructuras cristalinas - Introducción Coordinación de iones - Tipos de estructuras cristalinas
  • 7. NOTAS DE MINERALOGÍA: CRISTALOGRAFÍA • Se describen como materiales cristalinos aquellos materiales sólidos cuyos elementos constitutivos se repiten de manera ordenada y paralela y cuya distribución en el espacio muestra ciertas relaciones de simetría. Así, la propiedad característica y definidora del medio cristalino es ser periódico, es decir, que a lo largo de cualquier dirección, y dependiendo de la dirección elegida, la materia que lo forma se halla a distancias específicas y paralelamente orientada. Además de ésta, otras propiedades características son la homogeneidad y la anisotropía.
  • 8. NOTAS DE MINERALOGÍA: CRISTALOGRAFÍA • Por tanto, el cristal está formado por la repetición monótona de agrupaciones atómicas paralelas entre sí y a distancias repetitivas específicas (traslación). La red cristalina es una abstracción del contenido material de este medio cristalino, y el tratarlo únicamente en función de las traslaciones presentes constituye la esencia de la teoría de las redes cristalinas.
  • 9. NOTAS DE MINERALOGÍA: CRISTALOGRAFÍA
  • 10. NOTAS DE MINERALOGÍA: CRISTALOGRAFÍA • En la red cristalina todos los puntos, nudos, tienen exactamente los mismos alrededores y son idénticos en posición con relación al patrón o motivo que se repite. Este motivo es una constante del cristal ya que constituye el contenido material, es decir, su naturaleza atómica, de manera que red x motivo = cristal. • En esta red espacial existe una porción del espacio cristalino, denominado celda unidad, el cual repetido por traslación y adosado desde un punto reticular a otro engendra todo el retículo. De esta manera, conociendo la disposición exacta de los átomos dentro de la celdilla unidad, conocemos la disposición atómica de todo el cristal.
  • 11. NOTAS DE MINERALOGÍA: CRISTALOGRAFÍA • Periodicidad • El medio cristalino es un medio periódico ya que a lo largo de cualquier dirección la materia que lo forma se halla a distancias específicas y paralelamente orientada, de forma que la orientación y distancias a que se encuentran dependen de la dirección elegida. La distancia según la cual las unidades estructurales se repiten paralela e idénticamente a lo largo de una dirección dada se denomina traslación. Éstas definen la denominada red cristalina, constituida por una serie de puntos (nudos) separados entre sí por las citadas traslaciones.
  • 12. NOTAS DE MINERALOGÍA: CRISTALOGRAFÍA • Homogeneidad: • En una red cristalina la distribución de nudos alrededor de uno de ellos es la misma, independientemente del nudo que tomemos como referencia. Así una red es un conjunto de nudos homogéneos o bien, un conjunto homogéneo de nudos. • Anisotropía: • La red de nudos constituyente del estado cristalino es anisótropa en cuanto a las distancias entre nudos, es decir, ésta depende de la dirección según la cual se mide.
  • 13. REDES CRISTALINAS • Para una apropiada asimilación de lo que significa el orden interno cristalino, se ha de comenzar por la visualización y definición, a través de vectores traslación, del orden interno monodimensional, constituido por las diferentes direcciones de la red que definen, por su periodicidad, filas reticulares donde los nudos están alineados y equidistantes entre sí. • Fila reticular • Se trata de una fila de nudos obtenida por aplicación sucesiva de una traslación definida. • El símbolo de las filas reticulares se denomina como los índices [uvw] que son los componentes del vector traslación que une dos nudos adyacentes de la fila considerada expresados en función de un par primitivo cuyo origen se sitúa sobre uno de estos dos nudos.
  • 19. REDES CRISTALINAS • Plano reticular • Un plano reticular queda definido por dos filas reticulares conjugadas. Todo plano reticular puede definirse por sus intersecciones (Ha, Kb, Lc) con los tres ejes fundamentales del cristal. Las dimensiones de estas intersecciones (HKL), medidas desde un nudo tomado como origen son los parámetros del plano reticular correspondiente. Sin embargo, la denominación habitual de un plano reticular son los índices de Miller.
  • 20. • Índices de Miller • Se obtienen calculando las intersecciones (H, K, L), o número de traslaciones, con los tres ejes fundamentales del cristal. Posteriormente se invierten y se eliminan denominadores, o bien, se calculan los cocientes entre el producto de las tres intersecciones dividido entre cada una de las intersecciones: (H*K*L= N, N/H= h, N/K=k, N/L=l) • Ver gráficos correspondientes.
  • 21. Cristalografía: Indices de MIller • Intersecciones: H=æ, K=æ, L=1, • Invertimos: 1/æ=0, 1/æ=0, 1/1=1, no existen denominadores
  • 22. Cristalografía: Indices de MIller • Índices de Miller: (001)- Ver procedimiento
  • 23. Cristalografía: Indices de MIller • 1º. Deducir las intersecciones de cada plano con los ejes cristalográficos a, b y c. Es decir, contar el número de traslaciones t1, t2 y t3 que ocupa el plano sobre los ejes a, b y c. • El plano ABD ocupa: • 2t1 en el eje a, 2t2 en el eje b, y 4t3 en el eje c • El plano EBD ocupa: • 4t1 en el eje a, 2t2 en el eje b, y 4t3 en el eje c
  • 24. • 2º. Para calcular los índices de Miller de cada plano, a partir de estas intersecciones, se invierten los valores y, si es necesario, se reducen las fracciones • El plano ABD corta a los ejes en 2, 2 y 4. • Su inversión es: 1/2, 1/2, 1/4. • Reducimos fracciones, quitando denominadores: 2/4, 2/4, 1/4. Sin denominadores queda 221 • Índices de Miller: (221) •
  • 25. • El plano EBD corta a los ejes en 4, 2 y 4. • Su inversión es: 1/4, 1/2, 1/4. • Reducimos fracciones, quitando denominadores: 1/4, 2/4, 1/4. sin denominadores queda 121 • Índices de Miller: (121) • * Este símbolo entre paréntesis (hkl) nombra el plano dado, mientras que entre corchetes {hkl} indica todos los planos homólogos que resultan de aplicar los elementos de simetría del cristal al plano (hkl). •
  • 26. • Celda unidad • En una red cristalina existen siempre tres traslaciones no coplanarias que tienen las dimensiones mínimas entre todas las traslaciones posibles de la red: son las traslaciones fundamentales o constantes reticulares, de dimensiones submicroscópicas. La porción del espacio cristalino limitado por estas traslaciones constituye la celda fundamental del cristal y es característica del mismo. Ver gráfico
  • 28. • Se denomina celda primitiva aquella que no tiene nudos en su interior y celda múltiple a la que si los tiene y está definida por vectores múltiples que son múltiplos enteros del vector traslación unitario de igual dirección. Se llama multiplicidad al número de nudos que hay por celda elemental (todas las celdas primitivas de una red tienen multiplicidad 1 , ¼ * 4 = 1)
  • 30. Modelo de Celda Múltiple
  • 31. Cristalografía: REDES PLANAS • El orden bidimensional es el resultado de traslaciones regulares en dos direcciones distintas que resultan en la definición de los cinco tipos de redes planas. La asimilación de este orden bidimensional es básica para comprender la regularidad correspondiente a objetos tridimensionales tales como la materia cristalina. Se definen cinco tipos de redes planas con las siguientes características
  • 32. REDES PLANAS • Red oblicua (a¹ b g ¹ 90º)
  • 33. REDES PLANAS • Red rectangular (a¹ b g =90º)
  • 34. REDES PLANAS • Existen también redes centradas, que son el resultado de añadir nuevos nudos en el centro de cada paralelogramo generador de la red plana. Sólo puede realizarse esta operación de centrado si la red resultante es morfológicamente diferente de la original; por ello sólo pueden centrarse las redes rectangulares (obteniéndose una red rómbica) o las redes rómbicas (dando lugar a una red rectangular).
  • 35. REDES PLANAS • Redes centradas
  • 36. REDES PLANAS • Red rómbica (a=b g ¹ 90º, 60º, 120º)
  • 37. REDES PLANAS • Red hexagonal (a=b g =60º, 120º)
  • 38. REDES PLANAS • Red cuadrada (a=b g =90º)
  • 39. REDES PLANAS • Las redes planas forman, por apilamiento homogéneo, los distintos tipos de redes espaciales, es decir, las distintas familias de planos cristalinos que integran el cristal. La manera como estos planos se apilan determina los ángulos entre las traslaciones fundamentales en las tres dimensiones que es lo que define, a su vez, la forma y dimensiones del paralelepípedo o celda unidad que caracteriza la red cristalina.
  • 40. REDES DE BRAVAIS • De la superposición de planos se generan catorce celdas morfológicamente distintas que se conocen como las Redes de Bravais, en honor de su descubridor. • En términos de redes cristalinas tridimensionales, los paralelepípedos fundamentales, morfológicamente distintos son el resultado de combinar las tres traslaciones fundamentales de valores dados con sus inclinaciones respectivas, es decir, con los tres ángulos a, ß, y g . • Su construcción se realiza apilando paralelamente una sucesión infinita de modelos planos idénticos, de manera que la distancia entre ellos sea siempre igual (familia de planos). Mientras que en el plano se deducían cinco tipos de redes, en el espacio tridimensional se reconocen hasta catorce distribuciones periódicas:
  • 41. REDES DE BRAVAIS • Red triclínica (a≠ b ≠ c - a ≠ ß ≠g ≠ 90º) • Debido a los valores distintos entre sí de las traslaciones y de los ángulos fundamentales, el paralelepípedo tiene forma cualquiera, triplemente inclinado (por ello se denomina triclínico). Se trata de una red primitiva.
  • 42. REDES DE BRAVAIS • Modelos de redes Triclínicas
  • 43. REDES DE BRAVAIS • Redes monoclínicas (a ≠ b ≠ c a= g =90º ≠ ß ) • La celda es un paralelepípedo no recto de base rectangular (formados por redes planas rectangulares). • - Red monoclínica primitiva, P • - Red monoclínica de base centrada.
  • 44. REDES DE BRAVAIS • Red monoclínica primitiva, P
  • 45. REDES DE BRAVAIS • La operación de centrado de redes permite la generación de este otro tipo de red. Si se centra la red plana rectangular (100), su símbolo es A, y si se centra la (001) es C. Morfológicamente estas redes sólo se diferencian en su orientación, por tanto, las redes monoclínicas de base centrada A y C son equivalentes.
  • 46. REDES DE BRAVAIS • Redes rómbicas (a # b # c a=ß=g=90º) • Red rómbica primitiva, P • El paralelepípedo fundamental es un prisma recto de base rectangular. Los tres planos fundamentales, (100), (010) y (001), más los planos diagonales del prisma, son redes planas rectangulares. • - Redes rómbicas centradas • La operación de centrado de redes permite la generación de estos otros tipos de red. Si se centran las redes planas rectangulares (100), (010) y (001) sus símbolos son respectivamente A, B y C. • Morfológicamente estas redes son iguales y se denominan red rómbica de base centrada, simbolizada por C. Cuando la operación de centrado es sobre las tres caras a la vez, la red se denomina red rómbica de caras centradas y se simboliza por F. Si el centrado se produce en los planos diagonales del prisma, la red resultante se denomina red rómbica centrada en el interior, de símbolo I.
  • 47. REDES DE BRAVAIS • Red rómbica primitiva, P
  • 48. REDES DE BRAVAIS • Redes rómbicas centradas
  • 49. REDES DE BRAVAIS • Redes tetragonales (a=b#c a=ß=g=90º) • Red tetragonal , P • La celda fundamental es un prisma recto de base cuadrada. La familia de planos (001) son de red plana cuadrada, mientras que (100) y (010) son rectangulares e idénticos entre sí. • - Red tetragonal centrada, I • Al ser iguales por simetría, los planos (100) y (010) no pueden centrarse independientemente, y, a su vez, no pueden hacerlo simultáneamente porque ello destruye la homogeneidad de los planos de la misma familia. • Sin embargo, los planos diagonales, que son también redes rectangulares, pueden centrarse dando origen a la red tetragonal centrada en el interior, I.
  • 50. REDES DE BRAVAIS • Red tetragonal , P
  • 51. REDES DE BRAVAIS • Red tetragonal , P y Red tetragonal centrada, I
  • 52. REDES DE BRAVAIS • Red hexagonal, P (a=b#c a=ß=90º, g=120º, 60º) • El paralelepípedo fundamental es un prisma recto de base rómbica (de ángulo de 60º). Para visualizar la forma hexagonal se toma una celda múltiple integrada por tres de estas celdillas rómbicas • Esta red hexagonal permite un apilamiento especial de los planos hexagonales. Según éste, los nudos se proyectan a 1/3 o a 2/3 de la diagonal mayor del rombo, dando como resultado una red romboédrica, R de (a=b=c a=ß=g#90º)
  • 53. REDES DE BRAVAIS • Red hexagonal, P y red romboédrica, R
  • 54. REDES DE BRAVAIS • red romboédrica, R
  • 55. REDES DE BRAVAIS • red romboédrica, R
  • 56. REDES DE BRAVAIS • Redes cúbicas (a=b=c a =ß=g=90º) • - Red cúbica primitiva, P: El paralelepípedo fundamental es un cubo. • Redes cúbicas centradas: El centrado de las caras del cubo no debiera ser posible puesto que son redes pla nas cuadradas. Las redes cúbicas centradas se origi nan cuando el ángulo del romboedro se hace igual a 60º y las tres diagonales del romboedro se hacen igua les entre sí, definiendo las aristas de un cubo que cir cunscribe al romboedro. Así, la distribución de nudos es la correspondiente a un cubo de caras centradas, originando la red cúbica de caras centradas, F. • De forma similar, cuando el ángulo entre las aristas del romboedro es de 109º 28´ 16´´, las diagonales de sus tres caras fundamentales son perpendicuales entre si e iguales en magnitud,
  • 57. REDES DE BRAVAIS • y definen un cubo inscrito en el romboedro. La distribución de nudos corresponde a una red cúbica centrada en el interior, I.
  • 58. REDES DE BRAVAIS • Redes Cúbicas: Las redes cúbicas no sólo son casos especiales de redes romboédricas, sino que también lo son de redes tetragonales).
  • 59. CURSO DE MINERALOGÍA Estructura • Química mineral Solución sólida Desmezcla mineral Cálculos minerales Representación gráfica de la composición mineral Termodinámica mineral • -Introducción -Principios de la termodinámica- Regla de fases de Gibbs-Diagramas de estabilidad mineral Cristalización de minerales
  • 60. CURSO DE MINERALOGÍA Estructura • Propiedades físicas de minerales Morfología de cristales Exfoliación y fractura Dureza y tenacidad Peso específico Propiedades ópticas • -Índice de refracción. Birrefringencia • -Dispersión • -Color • -Brillo Otras propiedades • -Propiedades eléctricas • -Propiedades magnéticas • -Luminescencia • -Radiactividad
  • 61. CURSO DE MINERALOGÍA Estructura • Métodos de análisis mineralógico Introducción Separación de las fracciones monominerales para análisis Métodos con instrumentación sencilla • -Reconocimiento visual • -Dureza y tenacidad • -Peso específico • -Goniometría de cristales • -Método de inmersión Métodos fundamentales de análisis instrumental • -Microscopía óptica de polarización
  • 62. CURSO DE MINERALOGÍA Estructura • -Técnicas de difracción de rayos X • -Fluorescencia de rayosX • -Absorción y emisión atómica • -Microscopía y microsonda electrónica • Otros métodos de análisis instrumental mineralógico -Análisis térmico- • Espectroscopía UV y óptica- • Espectroscopía de infrarrojos- • Espectrosopía Raman
  • 63. CURSO DE MINERALOGÍA Estructura • QUÍMICA MINERAL • De todos los elementos conocidos de la corteza terrestre tan sólo ocho constituyen el 99% en peso de ésta y casi el 100% de su volumen. Prácticamente todos los minerales formadores de rocas o minerales petrogenéticos son compuestos de oxígeno, fundamentalmente silicatos alumínicos de (Fe, Mg, Ca, Na, K), óxidos y carbonatos. Los primeros representan el 99% de los minerales de la corteza y el manto terrestres. • Además, existe otro tipo de minerales formados por elementos muy escasos en la corteza (algunas ppm como valor medio) pero de gran interés económico (Cu, Pb, Hg, Au, Ag, Pt,...), estos minerales son explotados en depósitos donde el elemento se haya concentrado
  • 64. CURSO DE MINERALOGÍA Estructura • Solución sólida mineral • La mayoría de los minerales no son sustancias puras, sino que presentan una composición química variable. Esto es debido a las frecuentes sustituciones de determinados iones o grupos iónicos que presentan parecido radio iónico (diferencias < 15%) y de carga eléctrica (p.e. Mg2+ por el Fe2+, en posiciones octaédricas, el Ca2+ por el Na+ en posiciones de orden 8 ó 10, o el Al3+ por el Si4+ en posiciones tetraédricas, etc.). En los últimos ejemplos para que se mantenga la neutralidad eléctrica de la estructura deben tener lugar otras sustituciones adicionales. Como resultado de estas sustituciones se producen las soluciones sólidas minerales en las que en una estructura mineral aparecen dos o más elementos distintos con posibilidad de ocupar en distintas proporciones una misma posición atómica.
  • 65. CURSO DE MINERALOGÍA Estructura • Existen diferentes tipos de soluciones sólidas: • Solución sólida sustitucional • Se produce una sustitución de un elemento por otro en todo el intervalo de composiciones posibles determinado por las composiciones de dos miembros extremos. Un buen ejemplo de este tipo de soluciones sólidas es el que forma la serie isomorfa del olivino, (Mg,Fe)2SiO4. En el olivino, el Mg2+ puede ser reemplazado parcial o totalmente por el Fe2+ constituyendo una solución sólida completa entre los dos términos extremos forsterita (Mg2SiO4) - fayalita (Fe2SiO4). • Otro ejemplo es el que forman los carbonatos de la serie rodocrosita MnCO3 – siderita FeCO3. Pero también existen las sustituciones aniónicas como por ejemplo la formada por la solución sólida completa KCl- KBr, en la que los aniones Cl- y Br- se sustituyen entre ellos.
  • 66. CURSO DE MINERALOGÍA Estructura • En muchos casos, en la sustitución no se mantiene la neutralidad al sustituirse cationes de diferente valencia, lo que se corrige con otras sustituciones dando lugar a una sustitución acoplada. El mejor ejemplo es el que constituye las plagioclasas, las cuales forman una solución sólida acoplada entre los términos sódico o albita (NaAlSi3O8) y el cálcico o anortita (CaAl2Si2O8). La sustitución final es : Na++Si4+« Ca2+Al3+, • lo que significa que por cada Ca2+ que reemplaza al Na+ un Si4+ debe ser reemplazado por un Al3+ para mantenerse la neutralidad.
  • 67. CURSO DE MINERALOGÍA Estructura • Solución sólida intersticial • Se produce cuando los átomos o iones se localizan en los huecos estructurales de un cristal. Algunos minerales poseen estructuras cristalinas con grandes huecos en los que se alojan iones o moléculas, es el caso del Berilo (Be3Al2Si6O18) cuya estructura anular cuenta con grandes canales hexagonales que son aprovechados por el K+, Rb+, Cs+, H2O, etc, para alojarse. Otro ejemplo bien conocido es el que constituye el grupo de las zeolitas, éstas poseen un estructura muy abierta formada por tetraedros de SiO4 y AlO4 donde quedan grandes huecos en los que acostumbran a acomodarse moléculas de H2O débilmente unidas a la estructura.
  • 68. CURSO DE MINERALOGÍA Estructura • Solución sólida con omisión • Tiene lugar cuando un catión de mayor carga reemplaza a dos o más cationes, compensando así su carga. El mejor ejemplo lo constituye la pirrotina de fórmula Fe(1-x)S, en cuya estructura aparecen vacantes en número variable por la ausencia de iones Fe2+ en alguna de las posiciones octaédricas. Para compensar la deficiencia del Fe es posible que parte de éste esté en su estado oxidado (Fe3+), de forma que • 2Fe3++ 1vacante « 3Fe2+, • manteniéndose así la neutralidad en la estructura.
  • 69. Cristales de Minerales ACANTITA (Fórmula: Cu3 (As, Sb) S4. ) Forma Cristalográfica
  • 70. Cristales de Minerales ACANTITA (Fórmula: Cu3 (As, Sb) S4. ) Fórmula Química - Ag2S Composición - Sulfato de plata. 12,9% S, 87,1% Ag. Cristalización – Monoclínico. Clase – Prismática. Hábito - Seudo-cúbico, seudo-octaédrico, ramificado. Clivaje – Ausente. Dureza - 2 a 2,5. Densidad relativa - 7,2 - 7,3. Fractura - concoidal, irregular. Brillo – Metálico. Color - Ceniza-chumbo. Asociación - Asociada a galena, polibasita, esfalerita . Usos - Importante mineral -minería de plata.
  • 71. Cristales de Minerales BISMUTITA (Fórmula Química - Bi2S3 ) Forma Cristalográfica
  • 72. Cristales de Minerales BISMUTITA ( ) • Fórmula Química - Bi2S3 • Composición - Trisulfato de bismuto. 81,3% Bi, 18,7% S • Cristalización – Ortorrómbico. • Clase - Bipiramidal rómbica Propiedades Ópticas - Anisotropía flaca, blanco. • Hábito - Macizo, tabular, foliado, fibroso. • Clivaje- Boa {010} • Dureza - 2 • Densidad relativa - 6,8 - 7,2 • Brillo – Metálico. • Color - Branco, amarillo, verde-metálico. Asociado - a bismuto nativo, arseniopirita, calcopirita. Cristales tabulares de bismutinita Usos - Obtención de bismuto.
  • 74. Cristales de Minerales CINABRIO Forma Cristalográfica
  • 75. Cristales de Minerales CINABRIO • Fórmula Química – HgS. • Composición - Sulfato de mercurio. 13,8% S, 86,2% Hg. • Cristalización – Romboédrico. • Clase – Trapezoidal. • Propiedades Ópticas - Biaxial positivo Hábito - Romboédrico, tabular. • Clivaje - Perfecta (10-10). • Dureza - 2 - 2,5. • Densidad relativa - 8 - 8,2. • Fractura – Subconcoídal. • Brillo - Lustroso, adamantino a metálico. • Color - Vérmelo, marrón-avermelado, ceniza. • Asociación - Asociada a pirita, estilbinita, realgar, ouro. • Usos – Importante- mineral de mercurio.
  • 76. Cristales de Minerales COVELLITA (Fórmula: CuS.) Forma Cristalográfica
  • 77. Cristales de Minerales COVELLITA (Fórmula: CuS.) • Fórmula Química – CuS. • Composición - Sulfato de cobre. 33,6% S, 66,4% Cu. • Cristalización – Hexagonal. • Clase - Bipiramidal dihexagonal. Propiedades Ópticas - Uniaxial positivo, anisotropía alta, azul-índigo Hábito - Laminar estriado. • Clivaje - Basal perfecta. • Dureza - 1,5 – 2. • Densidad relativa - 4,6 - 4,7. • Brillo - Submetálico a resinoso. • Color - Azul-añil. Asociación - Asociada a minerales de cobre. Usos - Mineral cobre de importancia secundaria.
  • 78. Cristales de Minerales ENARGITA Fórmula: Cu3 (As, Sb) S4. Forma Cristalográfica
  • 79. Cristales de Minerales ENARGITA Fórmula: Cu3 (As, Sb) S4. • Fórmula Química - Cu3 (As, Sb) S4. • Composición - Sulfoarseniato de cobre. 32,6% S, 19,1% As, 48,3% Cu. • Cristalización – Ortorrómbico. • Clase – bipiramidal rómbica Propiedades Ópticas - Anisotropía fuerte, cinta-rosado con marrón claro. Hábito - Prismático, estriado. • Clivaje - Perfecta • Dureza – 3. • Densidad relativa - 4,4 - 4,5 • Brillo - Lustroso a metálico. • Color - Ceniza-escuro. Asociación - Asociada a bornita, calcosita, pirita, esfalerita. Usos - Mineral de cobre e arsénico.
  • 80. Cristales de Minerales NICOLITA Forma Cristalográfica
  • 81. Cristales de Minerales NICOLITA • Fórmula Química – NiAs • Composición - Arseniato de níquel. 56,1% As, 43,9% Ni. Cristalización - Hexagonal Clase - Bipiramidal dihexagonal Propiedades Ópticas - Anisotropía muy fuerte, rosa-amarillento. • Hábito - Macizo, reuniforme. • Clivaje - Imperfecta (0001). • Dureza - 5 - 5,5 • Densidad relativa - 7,3 - 7,8 • Brillo – Metálico. • Color - Amarillo-lata y vérmelo-cobre. Asociación - Asociada a esmaltina, pirita, barita. • Propiedades Diagnósticas - Hábito, dureza, color, mineral asociado. • Usos - Mineral de níquel. •
  • 82. Cristales de Minerales OLIVENITA - Fórmula Química - Cu2AsO4 (OH) Forma Cristalográfica
  • 83. Cristales de Minerales OLIVENITA - Fórmula Cu2AsO4 (OH) • Fórmula Química - Cu2AsO4 (OH) • Composición -Arseniato de cobre hidratado. 61,9% Cu2O3, 34,9% As2O3, 3,2% H2O • Cristalización – Monoclínico. • Clase – Prismático. • Propiedades Ópticas - Biaxial positivo. Hábito - Prismático o acicular. • Clivaje – Imperfecta. • Dureza – 3 • Densidad relativa - 4,1 - 4,4 • Fractura – Concoidal. • Brillo – Adamantino. • Color - Verde – oliva. • Asociada - Puede estar asociada a adamita y cuarzo. Usos - Mineral de cobre.
  • 84. Cristales de Minerales SILVANITA Fórmula Química - (Au, Ag) Te2
  • 85. Cristales de Minerales SILVANITA Fórmula Química - (Au, Ag) Te2 • Fórmula Química - (Au, Ag) Te2 Composición - Telurato de ouro e plata. 25 a 27% Au, 11 a 13% Ag, 56 a 61% Te. Cristalización – Monoclínico.Clase – Prismática. Propiedades Ópticas - Anisotropía fuerte, blanco a crema. Hábito - Variable Foto de Mineral Cristales de silvanita (brillantes) en roca. • Clivaje - Perfecta (010) • Dureza - 1,5 - 2 • Densidad relativa - 8,24 • Brillo – Metálico. • Color – Ceniza - plateado, y amarillo-lata. Asociación - Asociada a ouro, pirita, plata nativa, cuarzo. Cristales de silvanita • Usos - Mineral de ouro y plata. (brillantes) en roca.
  • 94.
  • 95. CURSO DE MINERALOGÍA Estructura