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Los Minerales ¿Que son? y cuales tipo de minerales existen

Los minerales están por todas partes: el grafito en el lápiz, la sal en su mesa, el yeso en sus paredes, y las trazas de oro en su ordenador. Se pueden encontrar en una amplia variedad de productos de consumo, como papel, medicina, alimentos procesados, productos cosméticos, y muchos más. Y, por supuesto, todo hecho de metal también se deriva de los minerales.

Tal como se define en el capítulo 1, un mineral es una combinación de origen natural de elementos específicos dispuestos en una estructura tridimensional de repetición en particular.

“De origen natural” implica que los minerales no se hacen artificialmente, aunque muchos minerales de origen natural (por ejemplo, diamante) están también hicieron en los laboratorios. Eso no los descalifica para ser minerales.

¿Que significa Los Minerales?

“Elementos específicos” significa que la mayoría de los minerales tienen una fórmula química específica o composición. La pirita mineral, por ejemplo, es FeS 2 (dos átomos de azufre por cada átomo de hierro), y cualquier desviación significativa de que lo haría un mineral diferente. Sin embargo, muchos minerales tienen composiciones variables dentro de un rango específico. El olivino mineral, por ejemplo, puede variar todo el camino de Fe 2 SiO 4 a Mg 2 SiO 4 . Composiciones que intervienen se escriben como (Fe, Mg) 2 SiO 4significado que Fe y Mg pueden estar presentes en cualquier proporción. Este tipo de sustitución se conoce como solución sólida .

Importancias de Los Minerales

Lo más importante de todo, un mineral tiene una específica “repetición de estructura tridimensional” o “celosía”, que es la forma en que están dispuestos los átomos. Ya hemos visto en el capítulo 1 cómo sodio y átomos de cloro en halita alternan en un patrón regular. Eso pasa a ser sobre el enrejado mineral más simple de todos; la mayoría de las celosías minerales son mucho más complicadas, como veremos.

Los cristales de azufre nativo

Figura 2.1 Los cristales de azufre nativo en una salida de gases volcánicos, volcán Kilauea, Hawaii

 

Los electrones, protones, neutrones y átomos

Toda la materia, incluyendo cristales minerales, se compone de átomos, y todos los átomos se componen de tres partículas principales: protones , neutrones, y electrones . Como se resume en la Tabla 2.1, los protones tienen carga positiva, los neutrones y los electrones tienen carga están cargados negativamente. La carga negativa de un electrón equilibra la carga positiva de un protón. Los dos protones y neutrones tiene una masa de 1, mientras que los electrones no tienen casi ninguna masa.

Partícula elemental Cargar Masa
Protón 1 1
Neutrón 0 1
Electrón -1 0 ~

Tabla 2.1 Cargos y masas de las partículas dentro de los átomos

El hidrógeno elemento tiene los átomos más simples, cada una con sólo un protón y un electrón. El protón forma el núcleo, mientras que las órbitas de los electrones a su alrededor. Todos los demás elementos tienen neutrones así como protones en su núcleo, como el helio, que se representa en la Figura 2.2. Los protones de carga positiva tienden a repelerse entre sí, y los neutrones ayudan a mantener el núcleo integrado. El número de protones es el número atómicoy el número de protones y neutrones es la masa atómica . El hidrógeno, el número atómico es 1 porque hay un protón y ningún neutrón. Y el helio, que es de 4: dos protones y dos neutrones.

¿Entonces?

La mayoría de los 16 elementos más ligeros (hasta oxígeno) el número de neutrones es igual al número de protones. Para la mayoría de los restantes elementos, hay más neutrones que protones, neutrones extra, porque son necesarios para mantener unido el núcleo mediante la superación de la repulsión mutua de los crecientes números de protones concentradas en un espacio muy pequeño. Por ejemplo, el silicio tiene 14 protones y 14 neutrones. Su número atómico es 14 y su masa atómica es 28. El isótopo más común del uranio tiene 92 protones y 146 neutrones. Su número atómico es 92 y su masa atómica es de 238 (92 + 146).

átomo de helio
átomos de hielo

Figura 2.2 una representación de un átomo de helio.

El punto en el medio es el núcleo, y la nube rodea representa el lugar donde los dos electrones podrían estar en cualquier momento. Cuanto más oscuro es el color, mayor será la probabilidad de que un electrón estará allí. Un angstrom (Å) es 10 -10 m. A femtometro (FM) es 10 -15 m. En otras palabras, nube de electrones de un átomo de helio es de aproximadamente 100.000 veces más grande que su núcleo.

¿Donde orbitan los electrones?

Los electrones que orbitan alrededor del núcleo de un átomo están dispuestos en conchas – también conocida como la primera carcasa puede contener sólo dos electrones, mientras que la siguiente capa contiene hasta ocho electrones “niveles de energía.”. Conchas posteriores pueden contener más electrones, pero la capa más externa de cualquier átomo no ejerce en más de ocho electrones. Los electrones en la capa más externa juegan un papel importante en la unión entre los átomos.

Los elementos que tienen una cáscara externa completa se inertes en cuanto a que no reaccionan con otros elementos para formar compuestos. Todos ellos aparecen en la columna de la derecha de la tabla periódica: helio, neón, argón, etc. Para los elementos que no tienen una cáscara externa completa, los electrones más exteriores pueden interactuar con los electrones más exteriores de los átomos cercanos para crear enlaces químicos. Las configuraciones de capa de electrones para 29 de los primeros 36 elementos se enumeran en la Tabla 2.2.

      Número de electrones en cada cáscara
Elemento Símbolo Nº atómica primero Segundo Tercero Cuarto
Hidrógeno MARIDO 1 1
Helio Él 2 2
Litio Li 3 2 1
Berilio Ser 4 2 2
Boro segundo 5 2 3
Carbón do 6 2 4
Nitrógeno norte 7 2 5
Oxígeno O 8 2 6
Flúor F 9 2 7
Neón Nordeste 10 2 8
Sodio N / A 11 2 8 1
Magnesio mg 12 2 8 2
Aluminio Alabama 13 2 8 3
Silicio Si 14 2 8 4
Fósforo PAG 15 2 8 5
Azufre S dieciséis 2 8 6
Cloro Cl 17 2 8 7
Argón Arkansas 18 2 8 8
Potasio K 19 2 8 8 1
Calcio California 20 2 8 8 2
Escandio Carolina del Sur 21 2 8 9 2
Titanio Ti 22 2 8 10 2
Vanadio V 23 2 8 11 2
Cromo cr 24 2 8 13 1
Manganeso Minnesota 25 2 8 13 2
Hierro Fe 26 2 8 14 2
. . . . . . .
Selenio SE 34 2 8 18 6 Bromo br 35 2 8 18 7 Criptón Kr 36 2 8 18 8

Tabla 2.2 configuraciones capa electrónica de algunos de los elementos hasta el elemento 36. (Los elementos inertes, con capas exteriores rellenas, están en negrita.)

Vinculación y celosías

Como acabamos de ver, un átomo de busca tener una cáscara externa completa (es decir, ocho electrones para la mayoría de los elementos, o dos electrones para el hidrógeno y el helio) para ser atómicamente estable. Esto se logra mediante la transferencia o intercambio de electrones con otros átomos. Los elementos que ya tienen sus órbitas exteriores llenos se considera que son inertes; no toman parte fácilmente en las reacciones químicas.

El sodio tiene 11 electrones: dos en la primera cáscara, ocho en el segundo, y una en el tercero (Figura 2.3). De sodio da fácilmente hasta el tercer electrón shell; cuando se pierde esta una carga negativa, que se carga positivamente. Al renunciar a su solitario de electrones tercera shell, sodio termina con una segunda cáscara externa completa. El cloro, por otro lado, tiene 17 electrones: dos en la primera cáscara, las ocho de la segunda, y siete en el tercero. El cloro acepta fácilmente un octavo de electrones para llenar su tercera cáscara, y por lo tanto se carga negativamente a causa de un desequilibrio entre el número de protones (17) y electrones (18).

En el cambio de su número de electrones, estos átomos se convierten en iones – el sodio pierde un electrón para convertirse en un ion positivo o catión , y las ganancias de cloro un electrón para convertirse en un ión negativo o anión (Figura 2.3). Como las cargas negativas y positivas se atraen, los iones de sodio y cloro se pegan entre sí, creando un enlace iónico . Los electrones pueden ser considerados como siendo transferido de un átomo a otro en un enlace iónico. La sal de mesa común (NaCl) es un mineral compuesto de cloro y sodio unidos entre sí por enlaces iónicos (Figura 1.4). El nombre mineral para el NaCl es halita.

""vitaminas y minerale

Figura 2.3 Una configuración electrónica muy simplificada de átomos de sodio y cloro (parte superior). De sodio da un electrón para convertirse en un catión (parte inferior izquierda) y cloro acepta un electrón para convertirse en un anión (parte inferior derecha).

Un elemento como el cloro también puede formar enlaces sin formar iones. Por ejemplo, dos átomos de cloro, que cada buscan un octavo de electrones en su capa exterior, pueden compartir un electrón en lo que se conoce como un enlace covalente , para formar gas de cloro (Cl 2 ) (Figura 2.4). Los electrones son compartidos en un enlace covalente.

dos átomos de cloro cada acción de un electrón para formar una cáscara externa completa.

Figura 2.4 Representación de un enlace covalente entre dos átomos de cloro. Los electrones son de color negro, en el átomo de izquierda y azul en el átomo derecha. Dos electrones son compartidos (uno negro y uno azul) para que “parece” cada átomo de tener una cáscara externa completa. [SE]

Ceremonias

Ejercicio 2.1 cationes, aniones y enlace iónico

Una serie de elementos se enumeran a continuación junto con sus números atómicos. Suponiendo que la primera capa de electrones puede contener dos electrones y posteriores capas de electrones puede contener ocho electrones, bosquejo en las configuraciones de electrones para estos elementos. Predecir si el elemento es probable que se forme un catión (+) o un anión (-), y qué carga que tendría (por ejemplo, 1, 2, -1). El primero de ellos está hecho para ti.

Flúor (9)
Flúor (9)
átomos de hielo

anión (-1)

De litio (3)
átomo
átomos de hielo

________

Magnesio (12)
átomo

________

Argon (18)
átomo

________

 Cloro (17)
átomo

________

Berilio (3)
átomo

________

De oxígeno (8)
átomo

________

 De sodio (11)
átomo

________

Un átomo de carbono no cargado tiene seis protones y seis electrones; dos de los electrones se encuentran en la carcasa interior y cuatro en la carcasa exterior (Figura 2.5). De carbono tendría que ganar o perder cuatro electrones para tener una capa exterior lleno, y esto crearía un desequilibrio demasiado grande para la carga de iones sea estable. Por otra parte, el carbono puede compartir electrones para crear enlaces covalentes.

En el diamante mineral, los átomos de carbono están unidos entre sí en un marco tridimensional, donde un átomo de carbono está unido a otros cuatro átomos de carbono y cada enlace es un enlace covalente muy fuerte. En el grafito mineral, los átomos de carbono están unidos entre sí en hojas o capas (figura 2.5), y cada átomo de carbono está unido covalentemente a otros tres. compuestos a base de grafito, que son fuertes debido a la fuerte unión covalente intra-capa, se utilizan en equipos deportivos de gama alta, tales como bicicletas de carreras ultraligeros. Grafito en sí es suave debido a que la unión entre estas capas es relativamente débil, y se utiliza en una variedad de aplicaciones, incluyendo lubricantes y lápices.

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Figura 2.5 La configuración electrónica de carbono (arriba) y el intercambio de electrones en covalente C unión de diamante (derecha). Los electrones que se muestran en azul son compartidos entre los átomos de C adyacentes. Aunque se muestra aquí en sólo dos dimensiones, el diamante tiene una estructura tridimensional tal como se muestra en la Figura 2.7.

El silicio y el enlace oxígeno juntos para crear un tetraedro de sílice , que es una forma de pirámide de cuatro lados con O en cada esquina y Si en el medio (Figura 2.6). Esta estructura es la piedra angular de los muchos minerales de silicato importantes.

Los enlaces en un tetraedro de sílice tienen algunas de las propiedades de los enlaces covalentes y algunas de las propiedades de los enlaces iónicos. Como resultado del carácter iónico, el silicio se convierte en un catión (con una carga de 4) y el oxígeno se convierte en un anión (con una carga de -2). La carga neta de un tetraedro de sílice (SiO 4 ) es -4. Como veremos más adelante, tetraédrica de sílice (plural de tetraedro ) enlace juntos en una variedad de maneras para formar la mayor parte de los minerales comunes de la corteza.

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Figura 2.6 El tetraedro de sílice, el bloque de construcción de todos los minerales de silicato (Debido a que el silicio tiene una carga de 4 y los cuatro oxígenos tienen cada uno una carga de -2, el tetraedro de sílice tiene una carga neta de -4.)

La mayoría de los minerales se caracterizan por enlaces iónicos, enlaces covalentes, o una combinación de los dos, pero hay otros tipos de enlaces que son importantes en minerales, incluyendo enlaces metálicos y las fuerzas electrostáticas débiles (hidrógeno o Van der Waals). Los elementos metálicos tienen electrones externos que se mantienen relativamente sin apretar. (Los metales se ponen de relieve en la tabla periódica en el Apéndice 1 ). Cuando se forman enlaces entre dichos átomos, estos electrones pueden moverse libremente de un átomo a otro. Un metal de este modo se puede considerar como una matriz de los núcleos atómicos cargados positivamente inmersos en un mar de electrones móviles. Esta característica representa por dos propiedades muy importantes de metales: su conductividad eléctrica y su maleabilidad (que pueden ser deformados y forma).

Las moléculas que se unen iónicamente o covalentemente también pueden tener otras fuerzas electrostáticas débiles que los unía. Ejemplos de esto son la fuerza de sujeción láminas de grafito juntos y la atracción entre las moléculas de agua.

¿Qué pasa con todos estos nombres “sili”?

El elemento de silicio es uno de los elementos geológicos más importantes y es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre (después del oxígeno). Silicon bonos fácilmente con oxígeno para formar una sílice tetraedro (Figura 2.6). Pure silicio cristales (creadas en un laboratorio) se utilizan para hacer los medios de comunicación semiconductora en dispositivos electrónicos.

Un silicato mineral es una en la que el silicio y el oxígeno están presentes como sílice tetraedros. Silica también se refiere a un componente químico de una roca y se expresa como% de SiO 2 . El cuarzo mineral se compone enteramente de sílice tetraedros, y algunas formas de cuarzo se conocen como sílice . De silicona es un producto sintético (por ejemplo, silicona de caucho, resina, o de calafateo) hecha de silicio cadenas -oxygen y diversas moléculas orgánicas. Para ayudar a mantener los nombres “sili” recta, que aquí hay una tabla resumen:

“Sili” Tabla Resumen Nombres
Silicio El elemento 14a
Oblea de silicio Un cristal de silicio puro en rodajas muy finamente y se utiliza para la electrónica
tetraedro de sílice Una combinación de un átomo de silicio y cuatro átomos de oxígeno que forman un tetraedro
% de sílice La proporción de una roca que se compone de los enlaces Si componentes + O 2
Sílice Una forma del mineral cuarzo (SiO 2 )
Silicato Un mineral que contiene tetraedros de sílice (por ejemplo, cuarzo, feldespato, mica, olivino)
Silicona Un material flexible compuesta de cadenas Si-O con moléculas orgánicos unidos

Como se describe en el Capítulo 1, todos los minerales se caracterizan por un patrón tridimensional específica conocida como una estructura reticular o cristal. Estas estructuras van desde el patrón cúbico sencillo de halita (NaCl) (Figura 1.4), a los muy complejos patrones de algunos minerales de silicato. Dos minerales pueden tener la misma composición, pero las estructuras cristalinas y las propiedades muy diferentes. Grafito y diamante, por ejemplo, son tanto compuestos únicamente de carbono, pero mientras que el diamante es la sustancia más dura conocida, el grafito es más suave que el papel. Sus estructuras de celosía se comparan en la Figura 2.7.

Celosías de grafito y el diamante. Descripción larga disponible.

Figura 2.7 Una representación de las celosías de grafito y el diamante.

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Figura 2.8 cristales cúbicos (izquierda) y planos de exfoliación de ángulo recto (derecho) de la halita mineral. Si se mira de cerca el fragmento de escisión en el medio, se puede ver donde se rompería de nuevo (Cleave) a lo largo de un plano paralelo a la superficie existente.

celosías minerales tienen implicaciones importantes para las propiedades minerales, como se ejemplifica por las durezas relativas de diamante y el grafito. Celosías también determinan la forma que los cristales minerales crecen y cómo se rompen. Por ejemplo, los ángulos rectos en el entramado de la halita mineral (Figura 1.4) influir tanto en la forma de sus cristales (típicamente cúbico), y la forma en que esos cristales rompen (Figura 2.8).

Grupos de minerales

La mayoría de los minerales están compuestos de un catión (un ion cargado positivamente) o varios cationes y un anión (un ion cargado negativamente (por ejemplo, S 2- )) o un anión complejo (por ejemplo, SO 4 2- ) . Por ejemplo, en el mineral hematita (Fe 2 O 3 ), el catión es Fe 3 + (hierro) y el anión es O 2- (oxígeno). Nos minerales del grupo en clases sobre la base de su grupo de aniones o anión predominante. Estos incluyen óxidos, sulfuros, carbonatos, silicatos, y otros. Los silicatos son, con mucho, el grupo predominante en cuanto a su abundancia en la corteza y el manto. (Ellos serán discutidos en la sección 2.4). Algunos ejemplos de los minerales a partir de los diferentes grupos de minerales se dan en la Tabla 2.3.

2 SiO 4 )   (Tenga en cuenta que en el cuarzo, el anión es oxígeno, y al mismo tiempo se podría argumentar, por lo tanto, que el cuarzo es un óxido, siempre se clasifica con los silicatos.)

Tabla 2.3 Los Grupos Mineral y ejemplos
[Skip Tabla]
Grupo Ejemplos
óxidos La hematita (óxido de hierro Fe 2 O 3 ), corindón (óxido de aluminio Al 2 O 3 ), hielo de agua (H 2 O)
sulfuros Galena (sulfuro de plomo PbS), pirita de hierro (sulfuro de FeS 2 ), calcopirita (cobre-hierro sulfuro CUFES 2 )
sulfatos Yeso (sulfato de calcio CaSO 4 · H 2 O), barita (sulfato de bario BaSO 4 ) (Tenga en cuenta que los sulfatos son diferentes de los sulfuros. Sulfatos tener el SO 4 -2 ion mientras sulfuros tienen la S -2ion)
haluros Fluorita (calcio fluoruro de CaF 2 ), halita (cloruro de sodio NaCl) (minerales haluros tienen elementos de halógeno como su anión – los minerales en el segundo última columna en el lado derecho de la tabla periódica, incluyendo F, Cl, Br, etc. – ver Apéndice 1. )
carbonatos Calcita (carbonato de calcio CaCO 3 ), dolomita (carbonato de calcio-magnesio (Ca, Mg) CO 3 )
fosfatos Apatita (Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH)), Azul turquesa (CuAl 6 (PO 4 ) 4 (OH) 8 · 5H 2 O)
silicatos Cuarzo (SiO 2 ), feldespato (silicato de aluminio y sodio NaAlSi 3 O 8 ), olivino (hierro o silicato de magnesio (Mg, Fe)
minerales nativos El oro (Au), diamante (C), grafito (C), azufre (S), cobre (Cu)

Óxido de minerales tienen oxígeno (O 2- ) como su anión, pero que excluyen aquellos con complejos de oxígeno tales como carbonato (CO 3 2- ), sulfato (SO 4 2- ), y silicato (SiO 4 4- ). Los óxidos más importantes son los óxidos de hierro hematita y magnetita (Fe 2 O 3 y Fe 3 O 4 , respectivamente). Ambos son importantes minerales de hierro. Corindón (Al 2 O 3 ) es un abrasivo, pero también puede ser una piedra preciosa en sus variedades rubí y el zafiro. Si el oxígeno también se combina con el hidrógeno para formar el anión hidroxilo (OH ) el mineral se conoce como un hidróxido . Algunos hidróxidos importantes son limonita y la bauxita, que son minerales de hierro y aluminio respectivamente. El agua congelada (H 2 O) es un mineral (un óxido), pero el agua líquida no es porque no tiene un retículo regular.

Sulfuros son minerales con el S -2 anión, e incluyen galena (PbS), esfalerita (ZnS), calcopirita (CuFeS 2 ), y molibdenita (MOS 2 ), que son los minerales más importantes de plomo, zinc, cobre, y molibdeno respectivamente. Algunos otros minerales de sulfuro son la pirita (FeS 2 ), bornita (Cu 5 FeS 4 ), estibina (Sb 2 S 3 ), y arsenopirita (FeAsS).

Sulfatos son minerales con el SO 4 -2 anión, y éstos incluyen la anhidrita (CaSO 4 ) y su yeso primo (CaSO 4 .2H 2 O) y los sulfatos de bario y estroncio: barita (BaSO 4 ) y celestina (SrSO 4) . En todos estos minerales, el catión tiene una carga 2, que equilibra el -2 carga del ion sulfato.

Los haluros se llaman así porque los aniones incluyen el halógeno cloro elementos, flúor, bromo, etc. Ejemplos son halita (NaCl), criolita (Na 3 AlF 6 ), y fluorita (CaF 2 ).

Los carbonatos incluyen minerales en el que el anión es el CO 3 -2 complejo. El carbonato se combina con +2 cationes para formar minerales tales como calcita (CaCO 3 ), magnesita (MgCO 3 ), dolomita ((Ca, Mg) CO 3 ), y siderita (Feco 3 ). La malaquita minerales de cobre y azurita son también carbonatos.

En fosfatos minerales, el anión es el PO 4 -3 complejo. Un mineral de fosfato de importante es apatita (Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH)), que es lo que sus dientes están hechos.

Los silicatos minerales incluyen los elementos silicio y oxígeno en proporciones variables que van desde Si: O 2  a Si: O 4 . Estos se discuten en detalle en la Sección 2.4.

Minerales nativos son minerales de un solo elemento, como el oro, cobre, azufre y grafito.

Ceremonias

Ejercicio 2.2 Grupos minerales

Clasificamos minerales según la parte de anión de la fórmula mineral, y las fórmulas minerales se escriben siempre con la parte de anión a la derecha. Por ejemplo, para la pirita (FeS 2 ), Fe 2 + es el catión y S es el anión. Esto nos ayuda a saber que es un sulfuro, pero no siempre es tan obvio. Hematites (Fe 2 O 3 ) es un óxido; eso es fácil, pero la anhidrita (CaSO 4 ) es un sulfato porque SO 4 2- es el anión, no O. En la misma línea, calcita (CaCO 3 ) es un carbonato, y olivino (Mg 2 SiO 4 ) es un silicato. Minerales con sólo un elemento (tal como S) son minerales nativas, mientras que aquellos con un anión de la columna de halógeno de la tabla periódica (Cl, F, Br, etc.) son haluros. Proporcionar los nombres de grupo para los siguientes minerales:

Nombre Fórmula Grupo
esfalerita ZnS
magnetita Fe 3 O 4
piroxeno MgSiO 3
anglesita PbSO 4
silvita KCl
plata ag
fluorita de CaF 2
ilmenita FeTiO 3
siderita FeCO 3
feldespato Kalsi 3 O 8
azufre S
xenotimo YPO 4

silicato Minerales

La gran mayoría de los minerales que forman las rocas de la corteza terrestre son minerales de silicato. Estos incluyen minerales como el cuarzo, feldespato, mica, anfíboles, piroxeno, olivino, y una gran variedad de minerales de arcilla. El bloque de construcción de todos estos minerales es el tetraedro de sílice , una combinación de cuatro átomos de oxígeno y un átomo de silicio. Estos están dispuestos de tal manera que los planos elaborados a través de los átomos de oxígeno forman un tetraedro (Figura 2.6). Puesto que el ion de silicio tiene una carga de 4 y cada uno de los cuatro iones de oxígeno tiene una carga de -2, el tetraedro de sílice tiene una carga neta de -4.

En minerales de silicato, estos tetraedros están dispuestos y unidos entre sí en una variedad de maneras, a partir de unidades individuales de los marcos complejos (Figura 2.9). La estructura de silicato simple, la de la mineral olivino , se compone de tetraedros aislado unido a hierro y / o iones de magnesio. En olivino, el -4 cargo de cada tetraedro de sílice es equilibrado por dos divalente (es decir, 2) de hierro o magnesio cationes. Olivino puede ser Mg 2 SiO 4 o Fe 2 SiO 4, o alguna combinación de los dos (Mg, Fe) 2 SiO 4 .

Los cationes divalentes de magnesio y hierro están bastante cerca en radio (0,73 frente a 0,62 angstroms [1] ). Debido a este tamaño de similitud, y porque ambos son cationes divalentes (ambos tienen un suplemento de 2), hierro y magnesio pueden sustituir fácilmente para cada otro en olivino y en muchos otros minerales.

Configuración del tetraedro ejemplo Minerales
 Aislado Aislados (nesosilicatos) Olivino, granate, circón, cianita
pares Pares (sorosilicates) Epidota, zoisita
 anillos Anillos (cyclosilicates) turmalina
cadenas simples cadenas simples (inosilicato) Piroxenos, wollastonita
 cadenas dobles cadenas dobles (inosilicato) anfíboles
 hojas Hojas (filosilicatos) Micas, minerales de arcilla, serpentina, clorita
estructura de 3 dimensiones Marco (tectosilicatos) Los feldespatos, cuarzo, zeolita

Figura 2.9 configuraciones mineral de silicato. Los triángulos representan tetraedros de sílice.

Ceremonias

tetraedro

Ejercicio 2.3 Hacer un tetraedro

Cortar alrededor del exterior de la forma (líneas continuas y líneas de puntos), y luego doblar a lo largo de las líneas continuas para formar un tetraedro.

Ejemplo Si usted tiene pegamento o cinta adhesiva, fije las pestañas para el tetraedro para mantenerlo unido. Si usted no tiene pegamento o cinta adhesiva, hacer una rebanada a lo largo de la línea gris delgada e inserte la lengüeta en punta en la ranura.

Si usted está haciendo esto en un aula, trate de unirse a su tetraedro con otros en parejas, anillos, cadenas individuales y dobles, láminas y marcos incluso tridimensionales.

En olivino, a diferencia de la mayoría de los otros minerales de silicato, los tetraedros de sílice no están unidas entre sí. Son, sin embargo, unidos al hierro y / o magnesio, como se muestra en la Figura 2.10.

estructura de olivino

Figura 2.10 Una representación de la estructura de olivino como se ve desde arriba. La fórmula para este olivino en particular, que tiene tres iones de Fe para cada ion Mg, se puede escribir: Mg0.5Fe1.5SiO4.

Como ya se ha señalado, los +2 iones de hierro y de magnesio son similares en tamaño (aunque no es lo mismo). Esto les permite sustituir el uno al otro en algunos minerales de silicato. De hecho, los iones comunes en minerales de silicato tienen una amplia gama de tamaños, como se muestra en la Figura 2.11. Todos los iones se muestran son cationes, a excepción de oxígeno. Tenga en cuenta que el hierro puede existir tanto como un ion 2 (si pierde dos electrones durante la ionización) o un ión 3 (si pierde tres). Fe 2+ se conoce como ferroso hierro. Fe 3+ se conoce como férrico hierro. Radios iónicos son fundamentales para la composición de minerales de silicato, así que vamos a estar refiriéndose a este diagrama de nuevo.

Figura 2.11 El radios iónicos (tamaños efectivos) en angstroms, de algunos de los iones comunes en minerales de silicato

Figura 2.11 El radios iónicos (tamaños efectivos) en angstroms, de algunos de los iones comunes en minerales de silicato

La estructura de la piroxeno silicato de una sola cadena se muestra en las figuras 2.12 y 2.13. En piroxeno, tetraedros de sílice están unidos entre sí en una sola cadena, donde uno de iones de oxígeno de cada tetraedro se comparte con el tetraedro adyacente, por lo tanto hay menos oxígenos en la estructura. El resultado es que la relación de oxígeno a silicio es menor que en olivino (3: 1 en lugar de 4: 1), y la carga neta por átomo de silicio es menor (-2 en lugar de -4), ya que un menor número de cationes son necesarias equilibrar ese cargo. Composiciones piroxeno son del tipo MgSiO 3 , Fesio 3 , y CaSiO 3 , o alguna combinación de estos.

Piroxeno también se puede escribir como (Mg, Fe, Ca) SiO 3 , donde los elementos de los soportes pueden estar presentes en cualquier proporción. En otras palabras, piroxeno tiene un catión para cada tetraedro de sílice (por ejemplo, MgSiO 3 ), mientras que el olivino tiene dos (por ejemplo, Mg 2SiO 4 ). Debido a que cada ion silicio es 4 y cada ion oxígeno es -2, los tres oxígenos (-6) y el silicio (4) dan una carga neta de -2 para la cadena única de tetraedros de sílice. En piroxeno, el catión divalente (2+) por saldos tetraedro que -2 carga. En olivino, se necesitan dos cationes divalentes para equilibrar el -4 cargo de un tetraedro aislado.

La estructura de piroxeno es más “permisivo” que la de olivino – lo que significa que los cationes con una gama más amplia de radios iónicos pueden encajar en él. Por eso piroxenos pueden tener hierro (radio de 0,63 Å) o magnesio (radio 0,72 Å) o calcio (radio 1.00 Å) cationes.

Figura 2.12 Una representación de la estructura de piroxeno. Las cadenas tetraédricos siguen a izquierda y derecha y cada uno se intercalan con una serie de cationes divalentes. Si estos son iones de Mg, entonces la fórmula es MgSiO3.

Figura 2.12 Una representación de la estructura de piroxeno. Las cadenas tetraédricos siguen a izquierda y derecha y cada uno se intercalan con una serie de cationes divalentes. Si estos son iones de Mg, entonces la fórmula es MgSiO3.

tetraedro de sílice

Figura 2.13 Un tetraedro de sílice sola (izquierda) con cuatro iones de oxígeno por iones de silicio (SiO4). Parte de una sola cadena de tetraedros (derecha), en donde los átomos de oxígeno en las esquinas contiguas se comparten entre dos tetraedros (flechas). Para una cadena muy larga la relación resultante de silicio a oxígeno es de 1 a 3 (SiO3).

Ceremonias

La privación de oxígeno Ejercicio 2.4

El siguiente diagrama representa una cadena única en un mineral de silicato. Contar el número de tetraedros en comparación con el número de iones de oxígeno (esferas de color amarillo). Cada tetraedro tiene un ion de silicio lo que este debe dar la proporción de Si a O en silicatos de cadena única (por ejemplo, piroxeno).

diagram1

El siguiente diagrama representa una cadena doble en un mineral de silicato. Una vez más, contar el número de tetraedros en comparación con el número de iones de oxígeno. Esto debería dar la proporción de Si a O en silicatos de cadena doble (por ejemplo, anfíboles).

diagram2

En anfíboles estructuras, los tetraedros de sílice están vinculadas en una cadena doble que tiene una relación de oxígeno a silicio inferior a la de piroxeno, y por lo tanto todavía un menor número de cationes son necesarios para equilibrar la carga. Anfíbol es aún más permisiva que piroxeno y sus composiciones puede ser muy compleja. Hornblende, por ejemplo, puede incluir sodio, potasio, calcio, magnesio, hierro, aluminio, silicio, oxígeno, flúor, y el ion hidroxilo (OH ).

En mica estructuras, los tetraedros de sílice están dispuestas en láminas continuas, donde cada tetraedro comparte tres aniones oxígeno con tetraedros adyacentes. Hay incluso un mayor intercambio de oxígenos entre tetraedros adyacentes y por lo tanto se necesitan menos cationes para equilibrar la carga de minerales de silicato de hoja. Unión entre las láminas es relativamente débil, y esto explica la escisión unidireccional bien desarrollado (Figura 2.14). La biotita mica puede tener de hierro y / o magnesio en él y que hace que sea un ferromagnesian mineral de silicato (como olivino, piroxeno, y anfíboles). Clorito es otro mineral similar que comúnmente incluye magnesio. En muscovita mica, los únicos cationes presentes son de aluminio y potasio; por lo tanto es un mineral de silicato no ferromagnesian.

imagen

Figura 2.14 biotita mica (izquierda) y mica moscovita (derecha). Ambos son silicatos y dividir fácilmente en capas delgadas a lo largo de planos paralelos a las hojas. La biotita es oscuro como los otros silicatos de hierro y / o magnesio-cojinete (por ejemplo, olivino, piroxeno, y anfíboles), mientras que la moscovita es de color claro. (Cada muestra es de unos 3 cm de diámetro.)

Aparte de muscovita, biotita y clorita, hay muchos otros silicatos laminares (o filosilicatos ), que generalmente existen como fragmentos de arcilla de tamaño (es decir, menos de 0,004 mm). Estos incluyen los minerales de arcilla caolinita , illita, y esmectita , y aunque son difíciles de estudiar debido a su muy pequeño tamaño, son componentes muy importantes de las rocas y en especial de los suelos.

Todos los minerales de silicato de hoja también tienen agua en su estructura.

Tetraedros de sílice están unidos en los marcos tridimensionales en tanto los feldespatos y cuarzo . Estos son los minerales no ferromagnesian – que no contienen ningún hierro o magnesio. Además de tetraedros de sílice, feldespatos incluyen el aluminio cationes, potasio, sodio, y calcio en diversas combinaciones. Cuarzo contiene sólo tetraedros de sílice.

Los tres principales feldespato minerales son feldespato potásico , (también conocido como K-feldespato o K-spar) y dos tipos de feldespato plagioclasa: albita (sólo de sodio) y la anortita (sólo calcio). Como es el caso para el hierro y magnesio en olivino, hay un rango continuo de composiciones (serie de solución sólida) entre albita y anortita en plagioclasa. Esto es porque los iones de calcio y sodio son casi idénticas en tamaño (1,00 Å frente a 0,99 Å). Cualquier composiciones intermedias entre CaAl 2 Si 3 O 8 y NaAlSi 3 O 8 pueden existir (Figura 2.15).

Esto es un poco sorprendente porque, a pesar de que son muy similares en tamaño, los iones de calcio y de sodio no tienen la misma carga (Ca 2+ frente a Na +). Este problema se explica por sustitución de Al correspondiente 3+ para Si 4+ . Por lo tanto, albita es NaAlSi 3 O 8(uno Al y tres Si) mientras anortita es CaAl 2 Si 2 O 8 (dos de Al y dos Si), y feldespatos plagioclasa de composición intermedia tienen proporciones intermedias de Al y Si. Esto se llama una “sustitución acoplada.”

Los feldespatos plagioclasa intermedia de composición se oligoclase (10% a 30% Ca), andesine (30% a 50% Ca), labradorita (50% a 70% Ca), y bytownite (70% a 90% de Ca). K-feldespato(Kalsi 3 O 8 ) tiene una estructura ligeramente diferente que la de plagioclasa, debido al mayor tamaño de los iones de potasio (1,37 Å) y porque de este tamaño grande, de potasio y de sodio no sustituir fácilmente para cada otro, excepto a altas temperaturas. Estos feldespatos de alta temperatura es probable que se encuentran sólo en las rocas volcánicas porque rocas ígneas intrusivas enfriar lentamente suficiente para bajas temperaturas para los feldespatos para cambiar en una de las formas de menor temperatura.

Figura 2.15 Las composiciones de los minerales de feldespato

Figura 2.15 Las composiciones de los minerales de feldespato

En cuarzo (SiO 2 ) , los tetraedros de sílice están unidos en un “perfecto” marco tridimensional. Cada tetraedro está unido a otros cuatro tetraedros (con un oxígeno compartido en cada esquina de cada tetraedro), y como resultado, la relación de silicio a oxígeno es 1: 2. Dado que el un catión de silicio tiene una carga 4 y los dos aniones de oxígeno tienen cada uno un -2 carga, la carga está equilibrada. No hay necesidad de aluminio o cualquiera de los otros cationes tales como sodio o potasio. La dureza y la falta de escisión en el cuarzo resultan de los enlaces iónicos covalentes / fuertes característicos del tetraedro de sílice.

Ceremonias

Ejercer 2,5 ferromagnesian silicatos?

Minerales de silicato se clasifican como o bien ferromagnesian o no ferromagnesian dependiendo de si tienen o no de hierro (Fe) y / o magnesio (Mg) en su fórmula. Un número de minerales y sus fórmulas se enumeran a continuación. Para cada una, indicar si es o no es un silicato de ferromagnesian .

Mineral Fórmula Silicato ferromagnesian?
olivino (Mg, Fe) 2 SiO 4
pirita FeS 2
plagioclasa CaAl 2 Si 2 O 8
piroxeno MgSiO 3
hematites Fe 2 O 3
ortoclasa Kalsi 3 O 8
cuarzo SiO 2
Mineral Fórmula* Silicato ferromagnesian?
anfíbol Fe 7 Si 8 O 22 (OH) 2
moscovita K 2 Al 4 Si 6 Al 2 O 20 (OH) 4
magnetita Fe 3 O 4
biotita K 2 Fe 4 Al 2 Si 6 Al 4 O 20 (OH) 4
dolomita (Ca, Mg) CO 3
granate Fe 2 Al 2 Si 3 O 12
serpentina Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4

* Algunas de las fórmulas, especialmente los más complicados, se han simplificado.

Formación de Minerales

A fin de que un cristal mineral a crecer, los elementos necesarios para hacer que debe estar presente en las proporciones apropiadas, las condiciones físicas y químicas deben ser favorable, y debe haber tiempo suficiente para que los átomos para convertirse dispuestos.

Las condiciones físicas y químicas incluyen factores tales como la temperatura, la presión, la presencia de agua, el pH, y la cantidad de oxígeno disponible. El tiempo es uno de los factores más importantes porque se necesita tiempo para los átomos para convertirse ordenados. Si el tiempo es limitado, los granos minerales seguirá siendo muy pequeña. La presencia de agua mejora la movilidad de los iones y puede conducir a la formación de cristales más grandes durante períodos de tiempo más cortos.

La mayoría de los minerales que forman las rocas que nos rodea formado a través de la refrigeración de roca fundida, conocida como el magma . A las altas temperaturas que existen en lo profundo de la Tierra, algunos materiales geológicos son líquidos. Como magma se eleva a través de la corteza, ya sea por erupción volcánica o por procedimientos más gradual, se enfría y minerales cristalizar.

Si el proceso de enfriamiento es rápida (minutos, horas, días o años), los componentes de los minerales no tendrán tiempo para convertirse en ordenadas y sólo pequeños cristales pueden formar antes de que la roca se convierte en sólido. Será de grano fino La roca resultante (es decir, los cristales de menos de 1 mm). Si el enfriamiento es lento (de décadas a millones de años), el grado de ordenamiento será más alta y relativamente formarán cristales grandes. En algunos casos, el enfriamiento será tan rápido (segundos) que la textura será vítreo, lo que significa que no hay cristales en toda forma. Vidrio volcánico no se compone de minerales debido a que el magma se ha enfriado demasiado rápidamente para que los cristales crezcan, aunque con el tiempo (millones de años) el vidrio volcánico puede cristalizar en diferentes minerales de silicato.

Los minerales también pueden formar de varias maneras:

  • Precipitación de la solución acuosa (es decir, a partir de agua caliente que fluye bajo tierra, de la evaporación de un lago o mar interior, o en algunos casos, directamente a partir de agua de mar)
  • La precipitación de emanaciones gaseosas (por ejemplo, en regiones volcánicas como se muestra en la Figura 2.1)
  • El metamorfismo – formación de nuevos minerales directamente de los elementos dentro de los minerales existentes en condiciones de temperatura y presión elevadas
  • Intemperie – durante el cual los minerales inestables en la superficie de la Tierra pueden alterarse para otros minerales
  • formación orgánica – la formación de minerales dentro de las estructuras (principalmente de calcita) y los dientes y huesos (principalmente apatita) por organismos (estos minerales orgánicos formados todavía son llamados minerales, ya que también pueden formar inorgánica)

Opal es un mineraloid, porque a pesar de que tiene todas las otras propiedades de un mineral, no tiene una estructura específica. Perla no es un mineral, ya que puede solamente ser producida por procesos orgánicos.

Propiedades minerales

Los minerales son universales. Un cristal de hematita en Marte tendrá las mismas propiedades que en la Tierra, y el mismo que uno en un planeta que orbita otra estrella. Es una buena noticia para los estudiantes de geología que están planeando un viaje interplanetario ya que podemos utilizar esas propiedades para ayudar a identificar los minerales en cualquier lugar. Eso no quiere decir que es fácil, sin embargo; identificación de minerales requiere de mucha práctica. Algunas de las propiedades minerales que son útiles para la identificación son los siguientes:

color Racha Lustre Dureza
Hábito La escisión / fractura Densidad Otro

El color

Para la mayoría de nosotros, el color es uno de los aspectos clave de la identificación de objetos. Mientras que algunos minerales tienen particularmente colores distintivos que hacen buenas propiedades de diagnóstico, muchos no lo hacen, y para muchos, el color es simplemente poco fiable. El azufre mineral (Figuras 2.1 y 2.16) es siempre un distintivo y único amarillo. Hematites, por otro lado, es un ejemplo de un mineral para los que el color no es diagnóstico. En algunas formas de hematites es de color rojo oscuro opaco, pero en otras es negro y brillante metálico (Figura 2.16).

Muchos otros minerales pueden tener una amplia gama de colores (por ejemplo, cuarzo, feldespato, anfíboles, fluorita, y calcita). En la mayoría de los casos, las variaciones de colores son el resultado de proporciones variables de elementos traza en el mineral. En el caso de cuarzo, por ejemplo, cuarzo amarillo (citrino) tiene cantidades de hierro férrico (Fe rastrear 3+ ), cuarzo rosa tiene cantidades de manganeso rastrear, cuarzo púrpura (amatista) tiene cantidades de hierro, y cuarzo lechoso, vestigios que es muy común, tiene millones de inclusiones de fluidos (pequeñas cavidades, cada uno lleno de agua).

Figura 2.16 Ejemplos de los colores de la azufre minerales y hematita

Figura 2.16 Ejemplos de los colores de la azufre minerales y hematita

Racha

En el contexto de los minerales, “color” es lo que se ve cuando la luz se refleja en la superficie de la muestra. Una de las razones que el color puede ser tan variable es que el tipo de superficie es variable. Si nos moler una pequeña cantidad de la muestra a un polvo que obtenemos una mejor indicación de su color real. Esto puede hacerse fácilmente mediante el raspado de una esquina de la muestra a través de una placa consecutivas (una pieza de porcelana sin esmaltar). El resultado es que algunos de los minerales consigue a polvo y podemos obtener una mejor impresión de su color “verdadero” (Figura 2.17).

Figura 2.17 Los colores racha de hematita terrosa (izquierda) y hematita especular (derecha). A pesar de la racha de hematita especular se ve cerca de negro, que tiene matices de color rojo que se puede ver si se mira de cerca. [SE]

Figura 2.17 Los colores racha de hematita terrosa (izquierda) y hematita especular (derecha). A pesar de la racha de hematita especular se ve cerca de negro, que tiene matices de color rojo que se puede ver si se mira de cerca. [SE]

 

Lustre

Lustre es el camino luz se refleja en la superficie de un mineral, y el grado en que penetra en el interior. La distinción clave entre metálicos y no metálicos lustres . Luz no pasa a través de los metales, y que es la razón principal por la que se ven “metálico”. Incluso una hoja delgada de metal – como papel de aluminio – evitará que la luz pase a través de él. Muchos minerales no metálicos pueden parecer como si la luz no pasa a través de ellos, pero si usted toma una mirada más cercana a un borde fino del mineral se puede ver que lo hace.

Si un mineral no metálico tiene una superficie brillante, reflectante, entonces se le llama “vítreo.” Si es opaco y no reflectante, es “terroso”. Otros tipos de lustres no metálicos son “sedoso”, “nacarado “, y‘resinosa.’Lustre es una buena propiedad de diagnóstico, ya que la mayoría de los minerales siempre van a aparecer ya sea metálico o no metálico. Hay algunas excepciones a esta (por ejemplo, hematita en la Figura 2.16).

Dureza

Una de las propiedades de diagnóstico más importantes de un mineral es su dureza. En 1812, el mineralogista alemán Friedrich Mohs se acercó con una lista de 10 minerales razonablemente comunes que tenían una amplia gama de dureza. Estos minerales se muestran en la figura 2.18, con la escala de Mohs de dureza lo largo del eje inferior. De hecho, mientras que cada mineral en la lista es más duro que el anterior, las durezas relativa medida (eje vertical) no son lineales.

Por ejemplo apatita es aproximadamente tres veces más duro que fluorita y diamante es tres veces más duro que el corindón. Algunos materiales de referencia comúnmente disponibles también se muestran en este diagrama, que incluye una uña típico (2.5), un pedazo de alambre de cobre (3.5), una hoja de cuchillo o una pieza de cristal de la ventana (5.5), un archivo de acero endurecido (6,5), y una placa de racha porcelana (7). Estas son herramientas que un geólogo puede utilizar para medir la dureza de los minerales desconocidos. Por ejemplo, si usted tiene un mineral que no se puede rayar con la uña, pero se puede rayar con un alambre de cobre, a continuación, su dureza es de entre 2,5 y 3,5. Y, por supuesto, los propios minerales puede ser utilizado para probar otros minerales.

Figura 2,18 Minerales y materiales de referencia en la escala de Mohs de dureza. Los valores “dureza medida” son números dureza de Vickers.

Figura 2,18 Minerales y materiales de referencia en la escala de Mohs de dureza. Los valores “dureza medida” son números dureza de Vickers.

hábito cristalino

Cuando los minerales se forman dentro de las rocas, hay una posibilidad de que van a formar en formas cristalinas distintivos si no son desplazados por otros minerales preexistentes. Cada mineral tiene una o más distintivas de cristal hábitos , pero no es tan común, en rocas ordinarias, de las formas de ser obvia. Cuarzo, por ejemplo, se formará prismas de seis lados con extremos en punta, pero esto normalmente ocurre sólo cuando se cristaliza a partir de una solución de agua caliente dentro de una cavidad en una roca existente (Figura 2.19). La pirita puede formar cristales cúbicos (Figura 2.19), pero también puede formar cristales con 12 caras, conocidos como dodecaedros ( “dodeca” significa 12). El granate mineral también forma cristales rombododecaédricos (Figura 2.19).

Figura 2.19 prismas hexagonales de cuarzo (izquierda), los cristales cúbicos de pirita (centro) y un cristal de dodecaedro de granate (derecha). Cuarzo Bresil por Didier Descouens está bajo CC BY 3.0, pirita cristales cúbicos en marlstone por Carles Millan está bajo CC BY SA 3,0, Almandine granate por Eurico Zimbres (FGEL / UERJ) y Tom Epaminondas (colector mineral) está bajo CC BY SA 2.0

Figura 2.19 prismas hexagonales de cuarzo (izquierda), los cristales cúbicos de pirita (centro), y un cristal de dodecaedro de granate (derecha)

Debido bellos cristales bien formados son raros en rocas ordinarias, el hábito no es tan útil como una función de diagnóstico que se podría pensar. Sin embargo, hay varios minerales de los que es importante. Uno de ellos es el granate, que es común en algunas rocas metamórficas y típicamente muestra la forma de dodecaedro. Otra es anfíboles, que forma cristales largos y delgados, y es común en rocas ígneas como el granito (Figura 1.5).

hábito de minerales a menudo se relaciona con la disposición regular de las moléculas que componen el mineral. Algunos de los términos que se utilizan para describir hábito incluyen palas, botrioidal (uva-like), dendrítica (ramificado), drusy (una incrustación de minerales), equant (similar en todas las dimensiones), fibrosa, laminar, prismática (largo y delgado ), y rechoncha.

Hendidura y fractura

Hábito cristalino es un reflejo de cómo crece un mineral, mientras hendidura y fractura describen cómo se rompe. Estas características son las características más importantes de diagnóstico de muchos minerales, ya menudo el más difícil de comprender e identificar. La escisión es lo que vemos cuando un mineral se rompe a lo largo de un plano o planos específicos, mientras que la fractura es una ruptura irregular. Algunos minerales tienden a adherirse a lo largo de planos diferentes orientaciones fijas, algunos no escinden en absoluto (que sólo fractura). Los minerales que tienen hendiduras también pueden fracturarse a lo largo de superficies que no son paralelos a los planos de exfoliación.

Como ya hemos comentado, la forma en que los minerales se rompen está determinada por su disposición atómica y, concretamente, por la orientación de los puntos débiles dentro de la red. Grafito y las micas, por ejemplo, han planos de exfoliación paralela a sus hojas (Figuras 2.7 y 2.14), y halita tiene tres planos de exfoliación paralelas a las direcciones de celosía (Figura 2.8).

Cuarzo no tiene escisión porque tiene Si igualmente fuertes enlaces O en todas las direcciones, y feldespato tiene dos divisiones en 90 ° entre sí (Figura 1.5).

Una de las principales dificultades con el reconocimiento y la descripción de la escisión es que es visible sólo en cristales individuales. La mayoría de las rocas tienen pequeños cristales y es muy difícil ver la escisión dentro de un pequeño cristal. estudiantes de geología tienen que trabajar duro para entender y reconocer la escisión, pero vale la pena el esfuerzo, ya que es una propiedad de diagnóstico fiable para la mayoría de los minerales.

Densidad

Densidad es una medida de la masa de un mineral por unidad de volumen, y es una herramienta de diagnóstico útil en algunos casos. Minerales más comunes, como el cuarzo, feldespato, calcita, anfíboles, y mica, tienen lo que se llama “densidad media” (2,6 a 3,0 g / cm 3 ), y sería difícil distinguirlos en función de su densidad . Por otra parte, muchos de los minerales metálicos, tales como la pirita, hematita y magnetita, tienen densidades más de 5 g / cm 3 . Pueden distinguirse fácilmente de los minerales más ligeros en la base de la densidad, pero no necesariamente entre sí. Una limitación del uso de la densidad como una herramienta de diagnóstico es que no se puede evaluar en minerales que son una pequeña parte de una roca con otros minerales en el mismo.

Otras propiedades

Varias otras propiedades también son útiles para la identificación de algunos minerales. Por ejemplo, la calcita es soluble en ácido diluido y dará fuera burbujas de dióxido de carbono. La magnetita es magnética, por lo que afectará a un imán. Algunos otros minerales son débilmente magnético.

Resumen

Los temas tratados en este capítulo se pueden resumir de la siguiente manera.

Algunos minerales tienen enlace metálico u otras formas de unión débil. Minerales formar en celosías tridimensionales específicas, y la naturaleza de las celosías y el tipo de unión dentro de ellos tienen importantes implicaciones para las propiedades de minerales.

2.1 Electrones, protones, neutrones y átomos Un átomo se compone de protones y neutrones en el núcleo y los electrones dispuestos en capas de energía alrededor del núcleo. La primera cáscara tiene dos electrones, y capas exteriores mantenga más, pero átomos de esforzarse por tener ocho electrones en su capa más externa (o dos por H y He). Ellos ganar o perder electrones (o acción) para lograr esto, y al hacerlo se convierten en cualquiera de cationes (cuando pierden electrones) o aniones (si es que ellos ganan).
2.2 Unión y celosías Los principales tipos de unión en los minerales son enlace iónico (electrones transferidos) y unión covalente (electrones compartidos). 2.3 Grupos minerales Los minerales se agrupan de acuerdo a la parte de anión de su fórmula, con algunos tipos comunes son óxidos, sulfuros, sulfatos, haluros, carbonatos, fosfatos, silicatos, y minerales nativos.
2.4 Los minerales de silicato minerales de silicato son, con mucho, los minerales más importantes en la corteza terrestre. Todas incluyen tetraedros de sílice (cuatro oxígenos que rodea a un solo átomo de silicio) dispuestos en diferentes estructuras (cadenas, láminas, etc.). Algunos minerales de silicato incluyen hierro o magnesio y se llaman silicatos ferromagnesianos.
2.5 Formación de minerales La mayoría de los minerales en forma corteza del enfriamiento y cristalización de magma. Alguna forma de soluciones de agua caliente, durante el metamorfismo o la intemperie, o a través de procesos orgánicos.
2.6 Propiedades minerales Algunas de las propiedades importantes para la identificación mineral incluyen dureza, hendidura / fractura, densidad, brillo, color, y el color racha.

  

Preguntas de repaso

1. ¿Cuál es la carga eléctrica de un protón? Un neutrón? Un electrón? ¿Cuáles son sus masas relativas?

2. Explica cómo la necesidad de carcasa exterior de un átomo para ser llenado con electrones contribuye a la unión.

3. ¿Por qué el helio y el neón no reactivo?

4. ¿Cuál es la diferencia en el papel de los electrones en un enlace iónico en comparación con un enlace covalente?

5. ¿Cuál es la carga eléctrica de un anión? Un catión?

6. ¿Qué característica química se utiliza en la clasificación de los minerales en grupos?

7. Nombre del grupo de minerales de los siguientes minerales:

calcita biotita pirita
yeso galena ortoclasa
hematites grafito magnetita
cuarzo fluorita olivino

8. ¿Cuál es la carga neta de un tetraedro de sílice sin unir?

9. ¿Qué permite magnesio para sustituir libremente de hierro en olivino?

10. ¿Cómo son los tetraedros de sílice estructurado de manera diferente en piroxeno y anfíboles?

11. ¿Por qué se llama un mineral biotita ferromagnesian, mientras que la moscovita no es?

12. ¿Cuáles son los nombres y las composiciones de las dos finales miembros de la serie plagioclasa?

13. ¿Por qué el cuarzo no tienen cationes adicionales (distintos de Si 4 )?

14. ¿Por qué es el color no necesariamente una guía útil para la identificación de minerales?

15. Tiene un mineral desconocido que puede rayar el vidrio, pero no puede rayar una placa racha de porcelana. ¿Cuál es su dureza aproximada?

Los Minerales ¿Que son? y cuales tipo de minerales existen
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