COMPOSICIÓN DE LA TIERRACOMPOSICIÓN DE LA TIERRA
• Importancia de conocer la naturaleza química de los materiales que componen la Tierra.
• ROCA: Como agregado de minerales formados en un mismo proceso natural.
• Mineral como sustancia sólida formada por átomos unidos por enlaces químicos
ELEMENTOS QUÍMICOS QUE ELEMENTOS QUÍMICOS QUE CONSTITUYEN LAS ROCASCONSTITUYEN LAS ROCAS
Un mineral es un Un mineral es un sólidosólido homogéneohomogéneo, , establesestables en
determinados intervalos de presión y temperatura
inorgánicoinorgánico, que se presenta de una manera , que se presenta de una manera
naturalnatural y que posee una y que posee una composición química composición química
definidadefinida y una y una estructura atómica ordenadaestructura atómica ordenada ,lo ,lo
que le confiere una serie de propiedades y que le confiere una serie de propiedades y
características particularescaracterísticas particulares..
Sustancias que no cumplen con estas condiciones son denominados mineraloides (ej. Carbón, ópalo, petróleo,
CONCEPTO DE MINERALCONCEPTO DE MINERAL
Sólido homogéneo quedan excluidas las sustancias en estado líquido (petróleo) o gaseoso (metano)
InorgánicoInorgánico quedan excluidas las sustancias en las que intervienen organismos en su formación
Natural Natural quedan excluidos los productos obtenidos artificialmente
Composición química definidaComposición química definida que puede variar dentro de ciertos límites
Estructura atómica ordenadaEstructura atómica ordenada es la configuración interna del cristal, representada por iones o átomos que ocupan posiciones
especificas
SIMETRÍA DE LA SIMETRÍA DE LA ESTRUCTURA CRISTALINA ESTRUCTURA CRISTALINA
Plano: Divide en imágenes especulares
Eje: Línea que repite una cara n veces
Centro: Punto que divide a cualquier segmento en partes iguales
Cristal :Es un mineral que expresa al exterior su orden
interno, dando lugar a configuraciones poliédricas
representada por caras planas.
Hábito cristalino: Tipo de forma geométrica que presenta un cristal que puede ser diferente según condiciones de formación
Materia o estructura cristalina: Está formada por una red tridimensional, repetición espacial de la celda unidad o elemental.
Celda unidad: Paralelepípedo fundamental definido por la distancia más corta que separa dos nudos reticulares en las tres direcciones del espacio.
Nudos: Conjunto de átomos, iones o moléculas incluidos en la celda unidad. También denominados Motivos
Materia o estructura cristalina: Está formada por una red tridimensional, repetición espacial de la celda unidad o elemental.
Celda unidad: Paralelepípedo fundamental definido por la distancia más corta que separa dos nudos reticulares en las tres direcciones del espacio.
Nudos: Conjunto de átomos, iones o moléculas incluidos en la celda unidad. También denominados Motivos
ESTRUCTURA CRISTALINA ESTRUCTURA CRISTALINA
DEFINICIÓN DE CELDA UNIDADDEFINICIÓN DE CELDA UNIDAD
– a, b y c: Distancia a la que se repite, en las tres direcciones del espacio, un nudo.
– α, β, y γ: Los ángulos que forman los tres parámetros anteriores.
• Dependiendo de los valores anteriores existen siete sistemas cristalinos que agrupan las 14 redes diferentes.
RÓMBICO
CRISTALIZACIÓNCRISTALIZACIÓN
• Proceso por el que se forman los cristales.
• Los átomos, iones o moléculas deben unirse por enlaces.
• Ocurre según condiciones de presión y temperatura.
• Necesitan:– Espacio suficiente para crecer– Reposo que impida su disgregación– Tiempo suficiente para que se formen los enlaces
FORMAS CRISTALIZACIÓNFORMAS CRISTALIZACIÓN
1. Consolidación de magmas: Las masas de rocas fundidas se enfrían + lentamente. Magmáticas
2. Precipitación: Los iones en disolución se enlazan por evaporación del agua. Sedimentarias
3. Sublimación: En las fumarolas los gases se unen y forman estructuras sólidas (S).
4. Recristalización: Un mineral sólido se reestruc- tura al cambiar las condiciones. Metamórficas
NUCLEACIÓNNUCLEACIÓN
1. Nucleación : Comienzo del proceso de cristalización a partir de un germen o núcleo. Puede ser :
– Primeras celdas unidades– Partícula extraña.
2. Crecimiento: Adición de nuevos cristales al germen inicial. Primero se disponen en filas paralelas, planos reticulares y caras
VARIACIONES EN LA VARIACIONES EN LA CRISTALIZACIÓNCRISTALIZACIÓN
• Al cambiar las condiciones de cristalización aparecen modificaciones:
– Isomorfismo
– Polimorfismo
– Imperfecciones
– Asociaciones de cristales
ISOMORFISMOISOMORFISMO
• Proceso por el que en una solución sólida se sustituyen iones sin que cambie la estructura.
• Dos o más minerales son isomorfos si presentan la misma estructura cristalina pero con composición química diferente (variable)
• Los iones que se sustituyen tienen un tamaño y propiedades muy parecidas.
SiO2 : Trimidita, cúbico y Cuarzo, trigonal
POLIMORFISMOPOLIMORFISMO
• Proceso por el que minerales con la misma composición química presentan distinta estructura: son minerales diferentes.
• Dos o más minerales son polimórficos si tienen la misma composición química, pero presentan distinta estructura cristalina .
• Se produce por la adaptación a diferentes ambientes.
Cristal de azufre que no ha tenido espacio
IMPERFECCIONESIMPERFECCIONES
• Proceso por el que un mineral presenta irregularidades en sus caras: dislocaciones
• También pueden faltar caras, aristas o vértices.
• Se produce por la falta de espacio, de tiempo o de reposo durante la cristalización.
ASOCIACIONESASOCIACIONES
• Proceso por el que varios minerales se forman y crecen juntos.
• Pueden formar:– Agregados: Disposición irregular.
– Maclas: Resultan estructuras simétricas.
• Se produce porque los núcleos de los minerales estaban muy juntos.
Agregado de Augelita (AlP)
Prismático Masivo Laminar
Geoda
Agregado fibrosoAgregado columnar
AGREGADOSAGREGADOS
Macla de penetración de Ortosa
Maclas de contacto
Maclas de penetración
Maclas de repetición
MACLASMACLAS
PROPIEDADES FÍSICASPROPIEDADES FÍSICAS
• Están determinadas por su estructura y por su composición.
• Se destacan:– Fractura: Rotura en fragmentos irregulares.
– Exfoliación: Fractura según planos.
– Dureza: Resistencia a ser rayado.
– Color de raya: el del polvo que aparece al rayarse
– Brillo: Aparece al reflejarse la luz en su superficie– Tenacidad: Resistencia a ser roto, molido o doblado
– Magnetismo: atracción de cuerpos férricos.
PRINCIPALES MINERALESPRINCIPALES MINERALES
• Dos grandes grupos:
– No Silicatados:
• Nativos: S, Au, Ag, Cu o Diamante.
• Haluros: Halita, Silvina, Fluorita.
• Sulfuros: Galena, Pirita, Cinabrio
• Carbonatos: Calcita y Aragonito
• Sulfatos: Yeso
• Óxidos-Hidróxidos: Oligisto y Limonita
– Silicatados: Muy abundantes. Petrogenéticos
).
• Elementos nativos: Estado libre, puro o nativo, sin combinar o formar compuestos químicos. Ejs: Au Ag S.
• Sulfuros y Sulfosales: compuestos de diversos minerales combinados con el azufre. Ejs: pirita, galena, blenda, cinabrio, rejalgar, oropimente.
• Óxidos e Hidróxidos: producto de la combinación del oxígeno con un elemento. Ejs: oligisto, corindón, casiterita, bauxita, magnetita, limonita.
• Haluros: compuestos de un halógeno con otro elemento, como el cloro, flúor, yodo o bromo. Ejs: halita, silvina.
• Carbonatos: sales derivadas de la combinación del ácido carbónico y un metal. Ejs: calcita, azurita, malaquita.
• Sulfatos: sales o ésteres del ácido sulfúrico. Ej: yeso• Fosfatos, arseniatos y vanadatos: sales o ésteres del ácido
fosfórico, arsénico y vanadio. Ejs: apatito, turquesa,
MINERALES NO SILICATADOS
MINERALES SILICATADOS
Epídota
Cuarzo
Berilo
Anfíboles
Micas
Piroxenos
).
MINERALES SILICATADOS
NESO
FILO
CICLO
INOINO
MINERALES SILICATADOS
RECURSOS MINERALESRECURSOS MINERALES
• Paleolítico: Silex, pirita , malaquita y oligisto.
• Actualmente: Múltiples usos
– Industrial-comercial: • Joyas: Corindón (rubíes y zafiros), berilo (esmeralda)…• Óptica : Fluorita (lentes) y Turmalina (Polarizadores) • Electrónica: Cuarzo (relojes y pantallas), Rubíes (láser)• Coleccionismo: Investigación, museos y particulares
– Fuentes de energía: Combustibles fósiles y Uranio
– Recursos minerales metálicos y no metálicos
RECURSOS MINERALESRECURSOS MINERALES
• Minerales como objeto de admiración, codicia, superstición • Uso en orfebrería, joyería y medicina.• Actualmente en:• a.- Síntesis de moléculas orgánicas: biología molecular.• b.- Síntesis de nuevos materiales :• 1.- Cristal de sílice y paneles fotovoltaicos: • 2.- Cristales líquidos : Calculadoras, relojes y televisión.• 3.- Cristales artificiales: Abrasivos en la industria • c.- Informática: Chips: metal, óxido y semiconductor
cristalino (sílice).
Taj Mahal, construido con mármol de la India
RECURSOS MINERALESRECURSOS MINERALES• No metálicos:
– Materiales de construcción: • Directamente: granito, mármol, labradorita…
• Procesadas: Cemento, áridos, yeso, cerámica…
– Materiales de uso industrial• Fertilizantes: Nitratos, fosfatos• Pigmentos: Oligisto• Vídrio: Cuarzo• Ácido sulfúrico: Pirita y azufre• Sales sódicas: Halita, silvina…• Refractarios: Arcillas y zircón
RECURSOS MINERALESRECURSOS MINERALES
• Metálicos: Los metales usados por el hombre proceden de menas metálicas– Aluminio: Lateritas: Construcción– Hierro: Magnetita, Oligisto: Acero.– Mercurio: Cinabrio: Plásticos– Titanio: Ilmenita: Aviones, fusión– Cobre: Calcopirita: Cables– Uranio: Uraninita.– Plomo: Galena: Baterías– Cinc: Blenda: Galvanizados