Introducción a la Cristaloquímica de Minerales

Verdadero o Falso

• V Las geles minerales se forman en bajas temperaturas y presiones.
• V Un sistema de dos componentes se representa gráficamente por una recta, en cualquiera de los ejes coordenados X o Y.
• F El isomorfismo relaciona a las sustancias cuyos cationes y aniones tienen el mismo tamaño.
• F La cianita se forma en rocas ricas en aluminio bajo la acción de un metamorfismo regional de bajo grado.
• V A los minerales amorfos se les suele llamar también minerales no cristalinos.
• V Los hidrogeles se forman a partir de soluciones coloidales.
• F Las emanaciones hidrotermales generan cuarzos del tipo hipertérmico.
• V Una mezcla microheterogénea de minerales y agua forma un gel.
• F El pseudomorfismo es el reemplazo de un mineral por otro sin cambio en su composición.
• F El isomorfismo depende solamente de la estructura cristalina.
• F El polimorfismo es un fenómeno que depende del paramorfismo.
• F Los minerales de distinta cristalización y composición se les considera polimorfos.
• V La anatasa es un mineral que proviene de soluciones hidrotermales.
• V La microclina corresponde a un silicato de potasio y aluminio.
• V Las sustancias de fórmulas análogas y características morfológicas y cristalográficas similares, se consideran isomorfas.
• F Todos los minerales se convierten en metamictos si el uranio posee gran concentración.
• F El polimorfismo se verifica bajo condiciones físicas y químicas estables.
• F Las fases son cantidades independientes y reciben el nombre de minerales.
• F Los minerales que presentan una cristalización y composición química parecida se les denomina polimorfos.
• F Un mineral se llama amorfo por carecer de forma externa.
• F Un sistema formado por componentes es fácil de separar.
• V Las geles minerales se forman en bajas temperaturas y presiones.
• F El paramorfismo es un fenómeno que depende del polimorfismo.
• F La radioactividad de los minerales metamictos es superior al 10%.
• F El isomorfismo relaciona a las sustancias cuyos cationes y aniones tienen el mismo tamaño.
• V El cuarzo es el mineral que se descompone para generar el ópalo (mineral no cristalino).
• F Cuando un grupo de minerales que presenta cristalización y composición química muy parecida se les denomina polimorfo.
• F Un sistema compuesto por componentes es fácil de separar.
• F Los minerales calcita y aragonito presentan un fenómeno llamado polimorfismo enantiotrópico.
• F El pseudomorfismo se produce en minerales que poseen condiciones físicas y químicas estables.
• V Si un mineral posee una fórmula química fija, sus propiedades físicas son estables.
• F Un agregado paralelo es igual que una macla de contacto polisintética.

Fenómenos Cristaloquímicos

Polimorfismo

Enantiotrópico Trimorfo

• Cuarzo – Cristobalita – Tridimita
• Cianita – Sillimanita – Andalucita

Dimorfo Monotropico

• Marcasita – Pirita
• Aragonito – Calcita

Pseudomorfismo (Sin Cambio de Sustancia – Paramorfismo)

• Aragonito – Estroncianita – Cerusita – Witherita

Isomorfismo (Grupo Isomorfo del Aragonito)

• Hematita – Corindón – Ilmenita

Completar la Oración

• Menor número de entidades químicas independientes que expresan la composición de un sistema material: Componentes
• Reemplazo de un mineral por otro sin cambio de forma externa: Pseudomorfismo
• Compuestos de ácidos y bases débiles: Metamictos
• Formadas por soluciones coloidales: Geles
• Minerales de fórmula parecida y cristalización similar: Isomorfos
• Son mecánicamente separables: Fases
• Se presentan en más de una clase cristalina: Polimorfos
• Mezcla micro heterogénea de minerales y agua: Geles
• Se encuentran en Pegmatitas (cristales groseramente grandes): Microclina
• Único vidrio de origen natural: Lechatelierita (Tuberitas o vidrio de sílice)
• Se le extrae el titanio para endurecer aleaciones: Rutilo (Brookita – Anatasa)

Completar

Zircón

• El (U) reemplaza parcialmente al (Zr) y se obtiene el metamicto (Zr;U)SiO₄ (Urano-zircón)
• El (Th) reemplaza parcialmente al (Zr) y se obtiene el metamicto (Zr;Th)SiO₄ (Torio-zircón)

Torita

• El (Th) es reemplazado parcialmente por (U) y se obtiene el metamicto (Th;U)SiO₄ (Urano-torita)
• Los grupos (SiO₄) son reemplazados parcialmente por (OH)₄ y se obtiene el metamicto Th((SiO₄)(OH)₄) (Torogumita)

Pirocloro

• Uranio y Torio (Tierras Raras) sustituyen el Na, Ca y pasa a ser metamicto.
• Si es (U) se llama Urano-pirocloro. Si es (Th) se llama Torio-pirocloro.

Geles formadas a partir de Minerales

• Gibbsita (Al(OH)₃): Bauxita
• Goethita (HFeO₂): Limonita
• Dioptasa (H₂CuSiO₄): Crisocola
• Pirolusita: Psilomelano
• Cuarzo: Ópalo

Fenómenos que representan estos minerales

• Cianita – Sillimanita – Andalucita: Polimorfismo Trimorfo Enantiotrópico
• Marcasita – Pirita (FeS₂): Polimorfismo Dimorfo Monotropico y Paramorfismo
• Aragonito – Calcita (CaCO₃): Polimorfismo Monotropico Dimorfo y Pseudomorfismo (Paramorfismo)
• Hematita – Corindón – Ilmenita: Isomorfismo (Grupo Isomorfo de la Hematita)
• Diamante – Grafito: Polimorfismo Dimorfo Enantiotrópico
• Cuarzo – Cristobalita – Tridimita (SiO₂): Polimorfismo Enantiotrópico Trimorfo

Volúmenes

• Cúbico: a³
• Tetragonal: a²*c
• Hexagonal: a²*c*sen60
• Rómbico: a*b*c
• Monoclínico: a*b*c*sin(b)
• Triclínico: a*b*c*(1-cos²(a)-cos²(b)-cos²(y)+2cos(a)cos(b)cos(y))^1/2

Minerales no Cristalinos

Metamictos

Los minerales metamictos son compuestos de ácidos y bases débiles, como el zircón y la torita. Son el resultado de la destrucción de la estructura cristalina al sufrir el bombardeo de las partículas alfa que emiten las sustancias radioactivas en desintegración.

Vidrios

Se forman a partir de un medio fundido, como la Lechatelierita (único vidrio de origen natural).

Geles

Formadas por soluciones coloidales por proceso de coagulación. Esta puede resultar por enfriamiento o por pérdida de agua. Mezcla micro heterogénea de partículas pequeñas de material y agua. Se forman a bajas temperaturas y presiones. Pueden ser terrosas o dendríticas.

Pseudomorfismo

Se produce bajo condiciones en las cuales el mineral de origen no es estable bajo las nuevas condiciones físicas y químicas a que es sometido; de ahí que sea reemplazado por otro que sí encaja mejor en dichas condiciones. Se verifica este hecho de dos maneras:

1. Cuando un mineral puede reemplazar a otro sin que tenga lugar algún cambio en la forma externa.
2. Sin cambio de sustancia (paramorfismo): No hay cambio de sustancia, pero sí de forma.
   • Calcita → Aragonito (CaCO₃)
3. Mediante adición de algunos elementos con la separación de otros (proceso de alteración química).
   • Pérdida de un constituyente:
     • Cu nativo → Cuprita
   • Adquisición de constituyentes:
     • Yeso (CaSO₄+2H₂O) → Anhidrita (CaSO₄)
     • Malaquita (CuCO₃Cu(OH)₂) → Cuprita (Cu₂O)
   • Pérdida parcial de constituyente:
     • Limonita (FeO(OH)·nH₂O) → Pirita (FeS₂)
   • Cambio total de constituyente:
     • Cuarzo (SiO₂) → Fluorita (CaF₂)

Polimorfismo

Es todo elemento o compuesto que puede presentarse en más de una clase cristalina. Existen dos tipos:

• Polimorfismo enantiotrópico: Se produce a temperatura y presión determinadas.
• Polimorfismo monotrópico: No exige valores definidos de temperatura y presión.

Verdadero o Falso

• V Los minerales que cristalizan en el sistema monoclínico se consideran anisótropos.
• F Si un mineral presenta varios colores se denomina policromático.
• F Si se utiliza un picnómetro se obtiene densidad absoluta.
• F Si un mineral no conductor se presiona en cualquier dirección, produce electricidad.
• V Para que un mineral presente brillo metálico, su índice de refracción debe ser mayor a 3.
• F Un mineral para ser considerado diamagnético debe contener Fe solamente.
• F El color de la raya de un mineral no es muy creíble para su verificación.
• F Un mineral se hace luminiscente cuando se calienta y libera rayos ultravioletas.
• V La densidad en los minerales permite separarlos por medios mecánicos.
• V La dureza de los minerales depende de la distribución de los átomos.
• F Un mineral que pertenece al sistema cúbico se considera birrefringente.
• F Los cromóforos son minerales que tienen a otros como el cuarzo, por ejemplo.
• V El brillo en los minerales depende de su superficie.
• V Son buenos conductores de la electricidad los minerales con enlace metálico.
• V Un mineral idiocromático es reconocido fácilmente en forma macroscópica.
• F La dureza se prueba fácilmente cuando un mineral se rompe según planos de clivaje.
• F Los minerales duros se caracterizan por ser blandos bajo la acción del martillo.
• F Los minerales liófobos se humedecen fácilmente con el agua.
• F Los minerales nativos normalmente se consideran de tenacidad frágiles.
• V El oro y la plata se consideran como minerales blandos.

Factores que influyen en la Dureza de un Mineral

De los métodos más corrientes para determinar si es mayor o menor la dureza es a través de la escala de Mohs. Consiste en que un mineral es capaz de rayar a otro cuando es mayor en dureza. Para ello, se utilizan herramientas muy convenientes como la uña (2.5), llave de bronce (4), moneda de cobre (3), y una navaja corriente (5.5).

Escala de Mohs:

1. Talco
2. Yeso
3. Calcita
4. Fluorita
5. Apatita
6. Ortoclasa
7. Cuarzo
8. Topacio
9. Corindón
10. Diamante

Diferencia entre Clivaje y Fractura

Clivaje: Se obtiene con un golpe de martillo; los que se separan en poliedros o láminas paralelas a los cristales. Clasifica dependiendo de la facilidad y suavidad de la superficie obtenida.

• Muy perfecto: Superficies planas y muy brillantes (Yeso, Calcita)
• Perfecto: Superficies menos planas y menos brillantes (Ortoclasa, Fluorita)
• Imperfecto: Superficies imperfectas y sin brillo (Circón, Rutilo)
• Muy imperfecto: Se produce con igual facilidad que la fractura, muy difícil de reconocer (Cuarzo, Berilio)

Fractura: Se produce del mismo modo que el clivaje, solo que las superficies obtenidas son muy irregulares y no existe paralelismo en las caras del cristal.

• Concoidea (Crisocola, Pirita)
• Lisa (Aragonito, Calcosina)
• Irregular (Calcopirita, Magnetita)
• Astillosa (Pirolusita, Tremolita)
• Ganchuda (Cobre, Oro)
• Escamosa (Hematita, Molibdenita)
• Terrosa (Caolín, Limonita)

Minerales con el radical CO₃

• Calcita
• Magnesita
• Aragonito
• Estroncianita
• Siderita
• Cerusita
• Rodocrosita

Minerales Silicatos

• Cuarzo
• Biotita
• Fayalita
• Anfíbola
• Granate
• Ortoclasa
• Talco

Minerales con el radical SO₄

• Chalcantalita
• Celestina
• Jarosita
• Yeso
• Anhidrita
• Baritina

Minerales de Cobre

• Cuprita
• Covelina
• Malaquita
• Calcopirita
• Bornita
• Crisocola
• Azurita
• Atacamita
• Calcosina
• Brochantita
• Chalcantalita
• Tetraedrita