COMPOSICIÓN DE LA TIERRA Importancia de conocer la naturaleza química de los materiales que...

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

).


NESO

FILO

CICLO

INOINO

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


• 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


• 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

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