cap3materiaminerales
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cap3materiaminerales

Course Number: GEOL 3025, Fall 2009

College/University: UPR Mayagüez

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Materia y Minerales GEOL 3025: Cap. 3 Prof. Lizzette Rodrguez Minerales: Componentes basicos de las rocas Por definicion un mineral: Roca Aparece de forma natural Debe ser inorganico Debe ser un solido Debe poseer una estructura interna ordenada (atomos dispuestos segun un modelo definido) Debe tener composicion quimica definida Masa solida de material mineral, o parecida a mineral, que...

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y Materia Minerales GEOL 3025: Cap. 3 Prof. Lizzette Rodrguez Minerales: Componentes basicos de las rocas Por definicion un mineral: Roca Aparece de forma natural Debe ser inorganico Debe ser un solido Debe poseer una estructura interna ordenada (atomos dispuestos segun un modelo definido) Debe tener composicion quimica definida Masa solida de material mineral, o parecida a mineral, que aparece de forma natural como parte de nuestro planeta Agregado de varias clases de minerales Composicion de los minerales Elementos Componentes basicos de los minerales Se conocen 112 elementos (92 aparecen de forma natural) Particulas mas pequenas de la materia, que conservan todavia las caracteristicas de un elemento Atomos Cont. Composicion de los minerales Estructura atomica Region central nucleo Electrones (cargas neutrales) Consiste de protones (cargas +) y neutrones Particulas de cargas () que rodean el nucleo Crean zonas esfericas de carga (): niveles de Numero atomico #p+ en el nucleo energia o capas. Estructura atomica Cont. Composicion de los minerales Enlaces quimicos Fuerza de atraccion que une los atomos Forma un compuesto combinando 2 o mas elementos Enlaces ionicos Se transfieren uno o mas e de valencia (e mas externos) desde un atomo a otro, para formar iones Anionatomo que capta 1 e extra y adquiere 1 carga Compuestos ionicos consiten de un arreglo ordenado de iones con cargas opuestas () Cationatomo que pierde 1 e y adquiere 1 carga (+) Halita NaCl (sal de mesa) Cont. Composicion de los minerales Enlace covalente Atomos comparten e para alcanzar neutralidad electrica Generalmente son mas fuertes que los ionicos H2O compuesto de los elementos gaseosos H y O Puede haber enlaces ionicos y Otros enlaces: covalentes dentro del mismo compuesto Enlaces metalicos los e de valencia son libres para migrar de un ion a otro Ej. en Au, Cu, Al, Ag Enlace covalente Cont. Composicion de los minerales Isotopos y radioactividad Numero de masa = #p+ + #no en un atomo Isotopo = atomo que exhibe variacion en su numero de masa (#no varia) Ej. C tiene 3 isotopos: C12, C13, C14 Algunos atomos tienen nucleos inestables (ej. C14) y emiten particulas y energia en un proceso llamado desintegracion radioactiva Estructura de los minerales Disposicion ordenada de atomos quimicamente unidos para formar una estructura cristalina concreta En compuestos formados por iones, el arreglo atomico interno esta determinado principalmente por el tamano de los iones Empaquetamiento geometrico ideal para iones (+) y (-) de varios tamanos Cont. Estructura de los minerales Polimorfos 2 o mas minerales con la misma composicion quimica, pero diferentes estructuras cristalinas Ej. diamante y grafito: minerales de C, calcita y aragonita: minerales de CaCO3 Cambio de fase = transformacion de un polimorfo por otro Propiedades fisicas de los minerales Principales propiedades diagnosticas Determinadas por la observacion o realizando una prueba sencilla Principales: forma cristalina, brillo, color, dureza, exfoliacion o fractura, peso especifico Cont. Propiedades fisicas de los minerales (1) Forma cristalina Expresion externa de un mineral refleja la disposicion interna ordenada de los atomos Crecimiento de cristales es a veces interrumpido por la competicion por el espacio Cristales cubicos de pirita Cont. Propiedades fisicas de los minerales (2) Brillo ("luster") Aspecto o la calidad de la luz reflejada de la superficie de un mineral 2 categorias: Metalico aspecto de metales No metalico se describen con adjetivos como: vitreo, perlado, sedoso, resinoso, terroso (mate) Galena (PbS) tiene brillo metalico Cont. Propiedades fisicas de los minerales (3) Color propiedad diagnostica poco confiable Muy variable, por cambios en quimica del mineral ligeras impurezas Ej. cuarzo rosa, purpura (amatista), blanco, negro (ahumado) Coloracion exotica produce gemas causada por la inclusion de impurezas, como iones extranos, en la estructura cristalina Coloracion inherente ej. azufre amarillo y malaquita verde Cuarzo (SiO2) Cont. Propiedades fisicas de los minerales (4) Raya ("streak") Color de un mineral en polvo Se obtiene frotando a traves del mineral con una pieza de porcelana placa de porcelana raya No cambia mas confiable que el color Cont. Prop. fisicas de los minerales (5) Dureza ("hardness") Medida de la resistencia de un mineral a la abrasion o al rayado Escala de Mohs de dureza escala estandar Escala relativa Cont. Propiedades fisicas de los minerales (6) Exfoliacion "cleavage" Tendencia de un mineral a romperse a lo largo de planos de enlaces debiles Produce superficies planas y brillosas Se describe por las formas geometricas resultantes Numero de planos Angulos a los cuales se producen planos los micas feldespatos anfiboles Direcciones de exfoliacion comunes halita calcita fluorita Micas 1 plano de exfoliacion Fluorita, halita y calcita exfoliacion perfecta Cont. Propiedades fisicas de los minerales (7) Fractura Ausencia de exfoliacion cuando un mineral se rompe Ej. cuarzo Fractura irregular y fractura concoide (se rompen en superficies curvas lisas) Cociente entre el peso de un mineral y el peso de un volumen igual de agua Valor promedio = 2.7 Ej. galena = 7.5, oro de 24 quilates ~ 20 (8) Peso especifico ("specific gravity") Fractura concoide Cuarzo Obsidiana Cont. Propiedades fisicas de los minerales Otras propiedades: acido clorhidrico (efervescencia en calcita) Magnetismo (ej. magnetita) Sabor (ej. halita sal) Tacto (ej. talco y grafito) Elasticidad (ej. micas) Maleabilidad (ej. oro) Birrefraccion (ej. calcita) Reaccion quimica con Olor Grupos minerales Se conocen cerca de 4000 minerales Minerales formadores de rocas Forman la mayor parte de las rocas en la corteza terrestre Compuestos principalmente de 8 elementos, los cuales forman mas del 98% de la corteza continental Abundancia relativa de los 8 elementos mas comunes en la corteza continental Cont. Grupos minerales Silicatos Grupo mineral mas comun Cubre la mayoria de los minerales formadores de Contiene tetraedros SiO rocas Muy abundante (>90% de corteza terrestre), debido al gran % de Si y O en la corteza Componente basico fundamental 4 iones de O rodean a un ion de Si mucho menor Ion complejo con carga de 4: SiO44 Tetraedro Si-O (SiO4-4) Cont. Grupos minerales Otras estructuras de silicatos Tetraedros sencillos se unen para formar varias estructuras: Tetraedro aislado Cadenas sencillas Cadenas dobles Estructuras laminares Minerales mas comunes de corteza terrestre Silicatos comunes Silicatos claros (no ferromagnesianos) Color claro y peso especifico ~2.7 comun (1) Grupo de los feldespatos grupo mineral mas 2 planos de exfoliacion que se cortan a 90o, relativamente duros (6) y brillo entre vitreo y perlado atomos de Si adyacentes comparten atomos de O y plagioclasa (feldespato de Na y Ca) Estructura: red tridimensional formada cuando Miembros mas comunes: ortosa (feldespato potasico) Feldespato potasico Ortosa (orthoclase) Plagioclasa (plagioclase) Cont. Silicatos claros (2) Cuarzo Unico mineral comun de los silicatos Duro (7), resistente a la meteorizacion y no formado completamente de Si y O: SiO2 muestra exfoliacion Fractura concoide Forma a menudo cristales hexagonales Impurezas causan variedad en colores Cont. Silicatos claros (3) Moscovita (muscovite) Miembro comun de la familia de las micas Color claro y brillo perlado Exfoliacion perfecta en 1 direccion En laminas finas, es transparente Cont. Silicatos claros (4) Minerales de arcilla (clay minerals) Arcilla termino que describe una variedad de minerales complejos, con estructura laminar Grano muy fino, originados como productos de meteorizacion quimica de otros silicatos Constituyen gran % del suelo y casi la mitad del volumen de las rocas sedimentarias Ej. caolinita se usa para fabricar porcelana y papel satinado Silicatos comunes Silicatos oscuros (ferromagnesianos) (1) Grupo de olivino Silicatos de T elevada Color entre negro y verde oliva, con brillo vitreo y fractura concoide Compuesto por tetraedros individuales unidos por iones de Fe y Mg Cont. Silicatos oscuros (2) Grupo de los piroxenos Componentes importantes del manto 2 direcciones de exfoliacion que se cortan a casi 90o Estructuras de cadena simple con iones de Fe y Mg Miembro mas comun: augita Cont. Silicatos oscuros (3) Grupo de los anfiboles Estructuras de cadenas dobles con una variedad de iones 2 angulos de exfoliacion: 60o y 120o Miembro mas comun hornblenda Angulos de exfoliacion de augita y hornblenda Cont. Silicatos oscuros (4) Biotita Mica de color negro Excelente exfoliacion en una direccion Brillo vitreo y fractura concoide Forma a menudo cristales equidimensionales en rocas metamorficas (5) Granate Minerales no silicatados 8% de la corteza terrestre Suelen subdividirse en clases segun el anion o anion complejo que los minerales tienen en comun, ej. oxidos O2 Importantes constituyentes de rocas sedimentarias Haluros Oxidos Sulfuros Sulfatos Cont. Minerales no silicatados Carbonatos Compuestos por el ion carbonato (CO32) y uno o varios iones positivos Mas comunes: calcita (CaCO3) y dolomita (CaMg(CO3)2) Constituyentes principales de calizas y dolomias crystalcure.com/pics/dolomite3.jpg Cont. Minerales no silicatados Muchos tienen valor economico Ejemplos: Hematita y magnetita (oxidos menas importante de Fe) Halita (sal comun) Esfalerita (sulfuro mena de zinc) Cobre nativo (elemento nativo mena de Cu) Magnetita Cobre nativo
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