Química de los minerales

Definición de mineral. Características estructurales y químicas de la materia mineral

1. Materia mineral
Definición, conceptos y aspectos cristalográficos

2. Definición de mineral
•Mineral es un compuesto químico
sólido, homogéneo, de origen
natural, con una composición
química definida (pero no
necesariamente fija) y una
estructura interna ordenada.

3. Definición de mineral
•De acuerdo con la definición de mineral, el agua líquida o el
vapor de agua no son minerales y el hielo sí.

4. Definición de mineral
•La dolomita, expresa bien el concepto de mineral con composición definida pero no fija
•Su fórmula química es Ca Mg (CO3)2 , pero las proporciones de calcio y magnesio
varían en cada cristal
•Puede incluir algunas pequeñas cantidades de hierro y manganeso, así que algunas
veces se escribe la fórmula como Ca (Mg,Fe, Mn) (CO3)2

5. Definición de mineral
•Existen algunos sólidos naturales, que no
deben considerarse minerales ya que no
tienen estructura interna ordenada y regular
•En estos casos hablamos de
MINERALOIDES o SÓLIDOS AMORFOS.
•Un ejemplo de estos sería la limonita, la
obsidiana o el ópalo.

6. Química mineral: Enlaces químicos
•Los minerales están formados por los elementos químicos, que
son sus componentes básicos
•Existen algunos minerales formados por un solo elemento,
como el diamante o el grafito (carbono) o la plata, el cobre o el
oro nativos.
Cobre nativo

7. Química mineral: Enlaces químicos
•La mayor parte de los
minerales están formados por
más elementos que forman
un compuesto químico
estable
•En los minerales aparecen
todas las modalidades de
enlaces químicos que forman
los compuestos
•Ejemplos de minerales con
enlaces irónicos son las
sales, como la HALITA (Na Cl)
Halita

8. Química mineral: Enlaces químicos
•El enlace covalente se presenta en
muchos minerales, en especial en los
silicatos, que son el grupo de minerales
más abundantes (ejemplo, el cuarzo, Si
O2)
•El enlace metálico aparece en metales
nativos (oro, plata y cobre nativos)
•Existen fuerzas intermoleculares como
las fuerzas de Van der Waals y los
puentes de hidrógeno, en algunas
moléculas que forman minerales
•Lo habitual es que no existan enlaces
puros en los minerales, sino híbridos,
combinación de los enlaces covalente e
irónico (lo más habitual)
Cuarzo

9. Química mineral: números y poliedros de coordinación
•Los minerales tienen una ordenación interna de los átomos que los forman
•En esa ordenación los aniones rodean a los cationes en función de la relación de tamaños
•El número de aniones que pueden rodear a un catión se conoce como NÚMERO DE
COORDINACIÓN y la figura espacial resultante es el POLIEDRO DE COORDINACIÓN
•Cuando el cociente (radio catión / r. anión) = 1 , el tamaño de ambos es similar y el nº de
coordinación es máximo

10. •Cuando dos minerales son isoestructurales, es decir,
tienen diferente composición química pero
pertenecen al mismo tipo estructural hablamos de
ISOMORFISMO.
•Cuando en un mismo cristal mineral aparecen
mezclados dos minerales isomorfos hablamos de
SOLUCIÓN SÓLIDA
•Ejemplo de solución sólida lo presenta el olivino,
formado por proporciones variables de los minerales
forsterita (Mg2 SiO4) y la fayalita (Fe2 SiO4)
•En los cristales de olivino el Fe y el Mg aparecen en
proporciones variables en las redes cristalinas, por
eso la fórmula química de este mineral podría
expresarse como (Mg,Fe)2 SiO4
Química mineral: isomorfismo

11. •Cuando dos o más minerales tienen idéntica composición química, pero diferente estructura interna, hablamos
de POLIMORFISMO.
•El resultado son minerales con un aspecto exterior diferente y propiedades diferentes, todo ello consecuencia
de la diferente ordenación de sus átomos, iones o moléculas
•Existen ejemplos extremos, como el diamante y el grafito (su fórmula química es Cn)
•Otros ejemplos conocidos son el aragonito y la calcita (Ca CO3)
Química mineral: polimorfismo

12. •En algunos casos las diferentes formas se transforman unos en otros minerales según cambien las
condiciones del medio
•Es el caso de los minerales andalucita, sillimanita y cianita, minerales que se forman en función de
los valores de presión y temperatura existentes en el ambiente metamórfico en que se forma.
Química mineral: polimorfismo

13. Química mineral: pseudomorfismo
•En ocasiones un mineral
toma la forma de otro, ya
que se realizan una serie
de cambios químicos que
transforman el mineral
original pero se mantiene
la forma del cristal
original.
•Un ejemplo clásico sería el
de la PIRITA FeS2 que se
transforma en el exterior
en LIMONITA Fe2O3.
nH2O
•La composición química
ha cambiado, las formas
externas cúbicas propias
de la PIRITA permanecen.