MINERALOGIA .
DEFINICIONES:
Un mineral se define como la combinación química
natural o elemento químico nativo determinado que constituye la corteza
terrestre, y que presenta casi siempre una misma estructura cristalina. Según
la Sociedad Americana de Mineralogía, un mineral es una sustancia natural,
homogénea, de origen inorgánico, generalmente con estructura cristalina,
y con una composición química que se puede establecer en determinados
límites.
Una característica de la casi totalidad de los minerales es la de estar
constituidos por cristales.
(selenita)
Se excluyen del concepto de mineral a las rocas, por ser éstas generalmente
una conjunción de determinados minerales. Así, cuando los minerales
de la roca pertenecen todos a la misma especie, se llama roca simple (ejemplo
del mármol); si pertenecen a varias especies minerales diferentes, se
denomina roca compuesta (como el granito, que está constituido por cuarzos,
feldespatos y biotitas o micas negras). Los minerales se clasifican de acuerdo
con sus propiedades físicas, composición química y por
criterios cristaloquímicos y estructurales.
Se definen como filonianos, a los minerales que se forman
por relleno de la grieta de una roca (cuando el mineral se encuentra en estado
fluido y posteriormente se solidifica); hidrotermales, los que se forman en
un yacimiento hidrotermal; magmáticos, los que se forman por consolidación
de un magma; metamórficos, los que proceden de la transformación
de una sustancia pétrea ya existente; orgánicos, los que proceden
de la transformación de restos biológicos (animales y plantas);
y sedimentarios, aquellos que se forman por deposición de determinadas
sustancias en cuencas sedimentarias.
Los griegos llamaron cristal al cuarzo, krustallos
(frio + goteo), es decir, carámbanos de extraordinaria dureza y muy frios.
Pero la formación de cristales no es exclusiva de los minerales y los
encontramos también, aunque no necesariamente de modo natural, en los
compuestos llamados orgánicos, e incluso en los ácidos nucléicos
y las proteínas.
El estado cristalino de la materia es
el de mayor orden, es decir, donde las correlaciones internas son mayores y
a mayor rango de distancias. Y esto se refleja en sus propiedades que son anisotrópicas
y discontínuas. Suelen aparecer como entidades puras, homogéneas
y con formas geométricas definidas (hábitos) cuando están
bien formados.
(calcita)
Propiedades de la materia cristalina
Las propiedades fundamentales, y por tanto que definen
al medio cristalino son: homogeneidad,
anisotropía y simetría.
Homogeneidad...Como se ha
dicho en el apartado sobre la estructura de la materia cristalina, ésta
es homogénea, es decir, dos porciones iguales de una materia cristalina
con la misma orientación en el espacio, no presentan ninguna diferencia
en cuanto a sus cualidades físicoquímicas. Esto significa que
todos los nudos de una red cristalina son idénticos (una red es un conjunto
homogéneo de nudos), dado que se generan a partir de una misma traslación.
Anisotropía...La
anisotropía es una característica según la cual, determinadas
propiedades de un cristal dependen de la orientación que se considere.
Así, la conductividad eléctrica, calorífica, dilatación
térmica, velocidad de propagación de la luz, etc., son muy diferentes
según la dirección que se tome en cuenta. En el caso de la propagación
de la luz en el interior de un cristal de cuarzo, por ejemplo, su velocidad
dependerá de la dirección que los rayos sigan en su interior.
Estructuralmente, la distancia entre los nudos vecinos de una red cristalina
no es constante, y dependen de la dirección, de ahí que dependiendo
de la dirección varíen las propiedades del cristal. En general
los cristales son anisótropos; lo que caracteriza el estado cristalino
es la anisotropía discontinua.
Simetría...El
medio cristalino es simétrico. En un cristal, la repetición de
ciertos elementos (ejes, planos y centros de simetría), dan lugar a la
existencia de equivalencias en direcciones no paralelas. Por tanto, una de las
propiedades de los minerales cristalinos consecuencia de la ordenación
de sus átomos, es la posesión de simetría.
Se dice que dos figuras son simétricas entre sí
cuando cuando ambas se pueden hacer coincidir. Para realizar las coincidencias
se utilizan las denominadas operaciones de simetría que son: reflexión
en el plano, rotación o giro, centro de inversión y centro de
inversión más rotación.
Las materias cristalinas tienen simetría debido a la ordenación
de sus átomos y repetición de la celda elemental. Los operadores
mediante los cuales se pueden definir estos parámetros son el centro,
eje y plano de simetría
El centro de simetría es el punto ideal situado en el interior del cristal,
que divide a los ejes cristalográficos que pasan por él en dos
partes iguales.
El eje de simetría es
la recta que pasa por el centro de simetría, y que al girar el cristal
sobre él 360º se puede observar el mismo aspecto un número
de veces 2, 3, 4 o 6. El orden de los ejes viene determinado por el número
de veces que se repite una posición. Así, se definen como binarios
cuando se repiten 2 veces; ternarios, cuando se repite 3 veces; cuaternarios,
4 veces; y senarios, 6 veces.
Las líneas coincidentes con los ejes de simetría
del cristal son los ejes cristalográficos (ejes coordenados). Son tres
rectas trazadas a través del punto ideal del interior del cristal, no
pertenecientes al mismo plano (no coplanarias). Se distinguen: el anteroposterior
(designado por XX), que se dirige de atrás a delante; el transverso (designado
por YY), que se dirige de derecha a izquierda; y el vertical (designado por
ZZ), que se dirige de arriba abajo. Cuando estos ejes se cortan, forman la cruz
axial, cuyos ángulos se representan como a, para el que forman los ejes
transverso y vertical; b, para los formados por el eje vertical y anteroposterior;
y c, para los formados por los ejes transverso y anteroposterior.
Las tres leyes fundamentales de la cristalografía se han formulado en
base al estudio de la forma externa de un cristal.
Son la ley de la constancia de los ángulos diedros;
ley de la racionalidad de los índices; y ley de la constancia de la simetría.
Ley de la constancia de los ángulos diedros...
Fue enunciada en 1669 por Stenon. Establece que, en una
misma especie mineral, los ángulos diedros formados entre las caras son
iguales, aunque dichas caras puedan variar en cuanto a su forma y tamaño.
Ley de racionalidad de los índices...
Fue enunciada en 1782 por Haüy, y estudia la posición
que poseen las distintas caras en un cristal, y la relación que tome
con otra cara llamada fundamental tomada como referencia. Establece que la relación
entre los parámetros de todas las caras existentes o posibles en un cristal,
sobre un mismo eje, da siempre números racionales (pueden determinarse
por tres números enteros).
Ley de la constancia de la simetría...
La ley de constancia de la simetría establece
que, en un cristal, el grado de simetría que presenta un conjunto formado
por cualquiera de sus caras, permanece invariable aunque se combine con otro
cuando aparecen caras nuevas.
os minerales pueden ser clasificados de acuerdo con sus propiedades físicas,
ópticas, composición química, y también en base
a criterios eléctricos y magnéticos. El análisis de la
composición química no es el método común de reconocimiento
de un mineral, pues la mayoría pueden ser identificados mediante observación
espectroscópica e incluso visual, no obstante, el análisis químico
es la única forma de identificar con exactitud la naturaleza de un mineral.
(cinabrio)
Propiedades físicas...
Las propiedades físicas son de gran importancia
en el estudio de los minerales, la mayoría de ellos, como se ha dicho,
resulta muy sencillo reconocerlos atendiendo solamente a observaciones muy simples,
o mediante el apoyo de un espectroscopio. Las sustancias cristalinas cuyas propiedades
físicas varían con la dirección se llaman anisotrópicas,
y se clasifican dentro de las propiedades físicas vectoriales (que son
representados mediante vectores que indican dirección, intensidad y sentido).
contat me fractalia@fractalia.com.ar