MINERAL

La palabra “mineral” significa algo muy específico para los científicos de la tierra. Por definición, un mineral:

Aunque cada uno de estos aspectos de un mineral pueda parecer simple, todos tienen importantes implicaciones cuando se los considera conjuntamente.

Formados naturalmente Los minerales se forman a través de procesos naturales dentro de la tierra, tales como erupciones volcánicas, precipitaciones de un sólido hacia un líquido y desgastamiento de minerales pre-existentes. Actualmente, científicos, ingenieros y fabricantes sintetizan varias cerámicas, plásticos y otras sustancias con una composición y estructura química específica, pero ninguna de estas sustancias sintéticas está considerada como un mineral verdadero.

Sólidos Los líquidos y los gases no están considerados como minerales, en gran medida porque su estructura está constantemente cambiando, lo cual quiere decir que no tienen una estructura de cristal caractéristica.

Formado a través de un proceso inorgánico Cualquier material producido a través de actividad orgánica - como hojas de árboles, huesos, conchas, o tejido animal - no se considera un mineral. Aunque en algún momento fueron materia viva, los tejidos vivos de los fósiles, generalmente, han sido reemplazados por un proceso inorgánico después de ser enterrados. Por consiguiente, se los considera también compuestos de minerales.

A. Composición química específica: La mayoría de los minerales existen en la tierra como compuestos químicos, cuya composición puede ser expresada con una fórmula química. La fórmula química de la sal, o hálito, es NaCl, lo cual quiere decir que cada molécula de sal consiste en un átomo de sodio (Na) y un átomo de cloro (Cl). Otros minerales comunes tienen fórmulas mucho más complicadas, como la moscovita (KAl2(AlSi3O10)(OH)2). Algunos minerales como el grafito, está compuesto de un sólo tipo de átomo (carbón en este caso); por consiguiente, la fórmula química del grafito se escribe simplemente con una C. Todos los minerales están definidos por su composición química. Si tratásemos de cambiar la composición de la moscovita, reemplazando el aluminio con hierro y magnesio, por ejemplo, terminaríamos con un mineral totalmente nuevo y diferente llamado biotita.

De manera contraria, muchos minerales contienen impurezas y estas impurezas pueden variar. El cuarzo, por ejemplo, cuya fórmula química es SiO2, generalmente, no tiene ningún color en su forma pura. La presencia de una pequeña cantidad de titanio (Ti), sin embargo, causa una coloración rosácea que se traduce en el cuarzo rosado, como se puede apreciar en la foto de la derecha. La cantidad de titanio relativa a la cantidad de silicona y oxígeno es mínima, de manera que ello está considerado como una impureza, en vez de un cambio en la composición química. En otras palabras, el cuarzo rosado sigue siendo considerado un cuarzo. De la misma manera, la piedra preciosa amatista es una forma de cuarzo que adquiere un color morado por la presencia de la impureza del hierro (Fe).

No fue hasta los años 1900, es decir, 350 años después de la publicación del libro de Agricola, que los científicos pudieron determinar la composición química específica de los minerales. La invención del espectómetro de masa, de microscopios cada vez poderosos y del uso de técnicas de difracción, permitió el tipo de análisis altamente detallado que resultó en el desarrollo de la ciencia de la mineralogía.

B. Estructura de cristal característica: Nicolas Steno, un holandés contemporáneo de Isaac Newton, hizo una importante contribución a la mineralogía, en 1669, cuando observó que los ángulos de los lados de los cristales de cuarzo permanecían constantes, sin importar cuán grandes eran los cristales o cuándo habían sido formados. Hoy en día sabemos que la Ley de Ángulos Interfaciales de Steno sobre la apariencia externa de los cristales, refleja un arreglo interno y regular de los átomos. Estos ángulos permanecen constantes en los lados de los cristales de cuarzo, porque cada uno de estos cristales de cuarzo está hecho de los mismos átomos: un átomo de silicona por cada dos átomos de oxígeno, lo cual se escribe con la fórmula molecular SiO2.

La composición química de un mineral está reflejada en un arreglo regular y repetitivo de los átomos, que se llama la estructura de cristal de un mineral. La estructura de cristal del hálito se puede ver a continuación. La estructura interna (a la izquierda) está reflejada en una forma de cristal externa de manera consistente (a la derecha), tal como lo observó Steno. La forma cúbica de los cristales de sal refleja claramente el ángulo derechode los enclace químicos entre los átomos Na y Cl de su estructura atómica.

La forma cúbica de los cristales de sal proviene del arreglo regular de los átomos que forman el cristal.

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El grafito tiene un brillo metálico, es blando, y se rompe fácilmente en delgadas capas.	Un cristal de diamante entero es claro y es la sustancia conocida más dura.

La estructura átomica interna del grafito y el diamante, que se muestra aquí, explica las propiedades de estos dos minerales.

La estructura interna del grafito muestra enlaces fuertes dentro de los planos y fuerzas débiles entre ellos.	La estructura interna del diamante muestra enlaces igualmente fuertes en todas las direcciones.