MINERALES

Dioptasa (La Calera- Córdoba-Argentina)

Un mineral es un cuerpo producido por procesos de naturaleza inorgánica, generalmente con una composición química definida y, si se forma en condiciones favorables (espacio, tiempo y reposo adecuados), una estructura atómica definida que se expresa en su forma cristalina y otras propiedades físicas características. Suele presentarse en estado sólido y cristalino a la temperatura media de la Tierra, aunque algunos, como el mercurio, se presentan en estado líquido.
Se ha demostrado que la forma geométrica de un mineral cristalizado es la expresión externa de su estructura molecular interna. La estructura interna controla muchas de las propiedades físicas. Todas las propiedades de un mineral deben depender del carácter de los elementos de los que está compuesto.
La palabra cristal se deriva de el nombre dado por los antiguos griegos a los hermosos cristales de cuarzo de seis caras, la belleza depende de una combinación de cualidades tales como el color, la forma, la proporción o apariencia agradable a la vista, esto induce el concepto de simetría de la simetría, que es muy importante en el estudio de los cristales.
Un mineral es una sustancia inorgánica que tiene dos características fundamentales:
•Un mineral posee una composición química definida, la cual puede variar de ciertos límites.
•Un mineral posee una disposición ordenada de átomos de los elementos de que está compuesto, y esto da como resultado el desarrollo de superficies planas conocidas como caras.
Si el mineral ha sido capaz de crecer sin interferencia, las caras pueden intersecarse para producir formas geométricas características, conocidas como cristales.
Existen actualmente, en la literatura mineralógica aproximadamente entre 2000 y 3000 tipos de minerales distintos y aproximadamente una media de 20-30 nuevos minerales cada año, mientras que un reducido número es eliminado de esta lista después de exámenes más rigurosos. Un número tan elevado de especies, que suponen unos 14.000 nombres debido a la existencia antiguos y comerciales, hacen inevitable la necesidad de una clasificación, es decir de una catalogación de forma orgánica en base a un principio fijo. Este principio puede establecerse a partir de diversos criterios y, en efecto, durante los dos últimos siglos se han propuesto distintas clasificaciones que pueden reagruparse, a fines didácticos, en los tipo químico, físico, genético, estructural y cristaloquímico. La clasificación moderna de los minerales se basa en los principios cristaloquímicos que consideran los indicios más importantes de las especies minerales: la composición química y la estructura cristalina.
De acuerdo a esto podemos presentar una clasificación para los minerales según las clases o grupos representativos como se indica a continuación:
Elementos nativos o sustancias simples
Además de los metales nativos, semimetales y no metales, a esta clase pertenecen condicionalmente los nitruros, carburos, y fosfuros poco difundidos. Sólo veinte elementos se encuentran en estado nativo en la naturaleza, por ejemplo:

Metales
Oro [Au]
Plata [Ag]
Cobre [Cu]

No metales
Diamante [C]
Grafito [C]

Sulfuros y Seleniuros, Arseniuros, Antimoniuros y Bismuturos.
Una parte importante de los sulfuros son minerales de interés económico. Están formados siempre por la combinación del azufre con uno o más metales. Comprenden un conjunto de unas 300 especies minerales.

Sulfuros
Galena [PbS]
Antimonita [Sb2S3]
Blenda [ZnS]
Cinabrio [HgS]

Halogenuros o Haluros
Comprenden además, cloruros, fluoruros, bromuros y yoduros, así como oxihaluros e hidrohaluros. Constituyen un grupo de unas 100 especies minerales.
Los haluros constituyen una clase mineral caracterizada por por formar sólidos compuestos por aniones relativamente grandes (Cl, Br, F, I) y débilmente polarizados. Son las estructuras de mayor simetría posible.
Halita(sal común) [NaCl]

Óxidos e Hidróxidos
Los óxidos e hidróxidos son minerales en los que el oxígeno forma enlaces con los metales: sólo oxígeno en el caso de los óxidos, y oxígeno con hidrógeno (OH-) en los hidróxidos. Comprenden unos 250 minerales:

Óxidos
Cuarzo [SiO2]
Hematita [Fe2O3]
Pirolusita [MnO2]

Hidróxidos
Bauxita [FeAl2(PO4)2(OH)2. 6H2O]

Nitratos, Carbonatos y Boratos
Este grupo tiene un grupo aniónico formado por tres oxígenos en coordinación triangular con C, N o B. El átomo de C, N o B se sitúa dentro del triángulo y los del oxígeno se sitúan en los tres vértices. Constituyen un grupo de 200 minerales.
Calcita [CaCO3]

Sulfatos
Los sulfatos tienen un grupo aniónico de azufre y cuatro oxígenos. La coordinación es tetraédrica. Comprende además de cromatos, molibdatos y volframatos. Comprenden unas 200 especies minerales.

Baritina [BaSO4]
Yeso [CaSO4.2H2O]

Fosfatos, Arseniatos y Vanadatos
La clase de los fosfatos se suele dividir en anhidros, fosfatos con grupos OH- o haluros y, por último, fosfatos hidratados; de esta segunda clase, el apatito es el mineral más representativo y abundante. Forma parte de los minerales accesorios en los filones pegmatíticos. Constituyen unos 350 minerales.
Apatita [Ca5(F, Cl)/(PO4)]

Silicatos
Es la clase mineral más importante en geología, puesto que está presente en más del 90% de las rocas de la corteza y manto terrestre. Prácticamente en todos los estudios petrológicos aparecen fases donde intervienen los silicatos. El grupo está constituido por alumosilicatos, borosilicatos, titanosilicatos y berilosilicatos. Comprenden unos 500 minerales.

Filosilicatos
Arcillas
Caolín [Al4(OH8)/Si4O10]
Mica [KAl2(OH,F)2/AlSi3O10]

LOS CRISTALES: ¿QUE SON?
Una de las peculiaridades del mundo de los minerales y que constituye una verdadera maravilla es el hecho de que la mayor parte o la casi totalidad de los ejemplares está constituida por cristales, es decir, por cuerpos de forma geométrica de tal perfección que no parece que puedan ser naturales. De hecho, las reacciones de un profano delante de las vitrinas de un museo de minerales indican casi siempre que el público "naturalmente" considera que los cristales expuestos se han preparado expresamente de esa forma para que resulten más bonitos.
El observador dotado de sentido crítico, por el contrario, se da cuenta rápidamente que sería virtualmente imposible obtener manualmente uno de esos cristales tal y como se exponen.

Las propiedades de los cristales
La pregunta surge de inmediato: ¿cómo es posible, entonces, que estos cristales se formen por sí solos en la Naturaleza y a qué se debe su perfección? En efecto, los cristales expresan una de las fundamentales propiedades del estado sólido, que es la de que cualquier sustancia en este estado está formada por una disposición ordenada de los átomos en el espacio. Esta disposición o situación es periódica y, por tanto, se repite con un cierto intervalo en las tres direcciones, además, casi siempre manifiesta simetrías de tipo rotatorio.

En otras palabras, rotando lentamente el cristal en las tres direcciones (ejes de simetría) o reflejándola sobre ciertos planos (planos de simetría), como si se tratase de espejos, o transponiéndola por la parte opuesta a través de un punto (centro de simetría) o rotándola y reflejándola al mismo tiempo según ciertas reglas, siempre aparece como era al principio. Además de la regularidad de sus caras, es justamente la existencia de esta simetría la que da lugar a la forma de los cristales tan bonita desde un punto de vista estético: recordemos, por ejemplo, los octaedros perfectos de fluorita o de magnetita, los cubos de sal común o de pirita o las maravillosas secuencias regulares de las distintas caras del cuarzo, y en muchos otros ejemplares de minerales.
Regresando a la cuestión esencial que nos ocupa sobre los cristales, es difícil comprender cómo los átomos se pueden unir entre ellos de un modo tan regular, formando edificios de enorme complejidad respecto a sus infinitas dimensiones. De hecho, es precisamente esta regularidad, que se produce ya en la escala atómica, de la que derivan la perfección y la armonía de las formas del propio cristal. Solamente el avanzado estudio de la química y de la física pueden abastecernos de una explicación satisfactoria de tal fenómeno: aquí expondremos solamente un brevísimo apunte. Ante todo, los átomos no se unen entre ellos por casualidad, en el sentido de permitir cualquier enlace, sino que existen reglas muy precisas que se intuyeron sobre una base muy concreta de carácter científico a fines del siglo XVIII. Estas reglas han sido plenamente confirmadas por todo tipo de observaciones, incluyendo la directa de las estructuras cristalinas que se puede obtener mediante estudios de rayos X.

Se encuentra, entonces, que los átomos se unen en proporciones muy bien determinadas y con disposiciones características de ligazones: por ejemplo, en el diamante, en los compuestos semejantes a él, el átomo de carbono está en el centro de un tetraedro regular, o casi regular, en cuyos vértices se encuentran los demás átomos con los cuales está unido. No sólo, sino que también entre cada uno de estos átomos, la resistencia del lazo de unión asume un valor exacto característico del propio compuesto y más generalmente de un tipo particular de la serie de compuestos en cuestión. En otros casos, como, por ejemplo, el azufre, los átomos se unen efectivamente entre ellos, en pequeñas unidades (molécula), sin formar un enorme edificio mantenido unido por enlaces químicos; sin embargo, para la inmensa mayoría de todos los demás minerales no existen las moléculas. Incluso en los casos en que hay molécula, si la temperatura no es excesiva como para hacer fundir o volatilizar el sólido, estas se agregan las unas a las otras, atrayéndose por medio de enlaces débiles (fuerzas de Van der Waals) Si, a groso modo, podemos decir que cuanto más próximas estén las moléculas la una de la otra tanto mejor estarán en conjunto, siendo menor la energía compleja del sistema, la consecuencia lógica es que prevalece el mejor contacto y, por tanto, cuanto más compacto posible, mejor.

LA RAREZA Y LA ABUNDANCIA DE LOS ELEMENTOS
En la naturaleza observamos que unos metales son comunes mientras que otros son raros o incluso rarísimos. Los ejemplos de este hecho son numerosos y no se puede, desde luego, comparar el hierro con la plata o el platino y el radio, que son mucho más raros. Estas consideraciones evidentes no se aplican sólo a los metales, sino en general a todos los elementos: por ejemplo, el oxígeno, que no es un metal, es muy abundante en la atmósfera, siendo uno de sus principales componentes (21 % aproximadamente). Se encuentra también muchísimo oxigeno combinado químicamente con el agua del mar, y también en las rocas como constituyente fundamental de los silicatos, que de las rocas configuran la parte más preponderante. Por el contrario, otros cuerpos no metálicos, como el bromo, iodo, y sobre todo, alguno de los gases nobles (neon, kripton y xenon), son verdaderamente raros. Es evidente que para cada elemento químico existe una rareza mayor o menor, a menudo muy distinta entre uno y otro. A menudo la rareza determina el valor de varios elementos; como es sabido, el oro y sus compuestos cuesta mucho más que el hierro y sus compuestos, y también el iodo y sus derivados tienen un valor mayor que el cloro y el oxígeno. Esto no siempre es cierto; por ejemplo, el escandio y sus compuestos son muy costosos, si bien en las rocas de la costra terrestre es diez veces más abundante que el estaño o el arsénico, que tienen un precio modesto. Análogamente el titanio considerado generalmente como un metal raro de precio elevado, resulta ochenta veces más abundante que el cobre, cuyo precio es más accesible.

Factores de valor de los elementos
¿Cuáles son entonces los factores que determinan el valor de un metal? En efecto, es cierto que la rareza cuenta, pensemos, por ejemplo, en los metales preciosos, que son verdaderamente raros en la naturaleza. Sin embargo, no es sólo la rareza de un metal la que define el precio, sino también el costo de extracción u obtención de su estado puro. Por ejemplo, el titanio da raras veces yacimientos de interés comercial, mientras que es abundante en las rocas en cantidades modestas de las cuales es difícil obtenerlo a escala industrial. La misma reducción después, y por tanto, la obtención de metales de los óxidos, se presenta técnicamente más difícil y sin lugar a duda costosa. Hace algún tiempo este problema se tenía también para el aluminio, que era el metal más abundante de la corteza terrestre, y se recuerda en el siglo XIX que los objetos de aluminio eran tan caros, que el Emperador Napoleón III alardeaba que su servicio de mesa estaba todo hecho con este metal. A continuación se encontraron procesos industriales adecuados que han hecho de este metal que sea de bajo precio y de uso muy común, por el contrario, estas dificultades técnicas no se han resuelto todavía bien para el titanio. Análogamente para el escandio o el germanio se encuentran dispersos en numerosos minerales comunes de las rocas, pero en cantidades tan bajas que hacen muy costosa su extracción. Por el contrario, elementos como el cobre, la plata, el plomo, el mercurio, se encuentran en la naturaleza considerablemente enriquecidos en las vetas de yacimientos metalíferos como en concentraciones notables de estos metales, en minerales propios.

Las implicaciones metalúrgicas
Las dificultades de la metalurgia para estos últimos elementos son modestas, dado que es muy fácil la obtención de los metales de los óxidos y de los sulfuros correspondientes. No es por casualidad que estos metales han sido los primeros en ser descubiertos y utilizados por el hombre. A veces, sin embargo, la pureza puede presentar un problema bastante serio. De hecho son conocidas las propiedades eléctricas, mecánicas y de resistencia a la corrosión de diversos metales que son sensiblemente distintas según su pureza. Por ejemplo, el cobre, que debe ser utilizado como conductor eléctrico, de resultados netamente mejores si es muy puro, porque su conductividad llega a ser menos alta en el metal menos puro. Para este fin se usa el método de la conducción electrolítica, que tiene la ventaja de recuperar impurezas también notables (plata, oro, selenio, teluro, etc.). En otros casos, como para el silicio o el germanio, que deben ser usados en los semiconductores, es necesario absolutamente alcanzar purezas muy costosas porque se recurre a métodos de refinación por zonas para los lingotes de metal. Dado que, sobre todo, el silicio es sensible a la acción del aire y de muchos agentes químicos, estas operaciones se efectúan en atmósferas de gas inerte (argón). Se ve así que también un elemento muy común, como es de hecho el silicio, puede convertirse en costoso si se refiere a materiales de pureza muy elevada.
Otras rarezas minerales
La mina de Naica es una explotación de plomo y plata, ubicada en la localidad de Naica, estado de Chihuahua, México. Es conocida mundialmente por el extraordinario hallazgo realizado hace unos años ya que al realizar una perforación fué descubierta una inmensa cueva tapizada de critales de yeso - La cueva de los cristales-
Los científicos han podido investigar esta "rareza" constituida por inmenso cristales algunos de más de 12 metros de longitud y 2 metros de grosor. A pesar del gran interés científico aún no se han podido realizar gran cantidad de visitas a la cueva debido a las extremas condiciones de temperatura (50ºC) y humedad (100 %) existenten dentro del lugar.

En este video se puede ver algo de esta maravilla natural


NUESTRO TESORO

La dioptasa es un mineral de la clase de los silicatos -silicato de cobre hidratado- que por su estructura pertenece al grupo de los ciclosilicatos, su color característico es el verde esmeralda que se debe al cobre que contiene en su composición que actúa como elemento cromóforo, puede ser también verde oscuro e incluso negra, sus cristales son romboedros y prismas alargados o cortos con terminación romboédrica, que pueden tener las caras prismáticas ligeramente estriadas , se encuentra con otros aspectos de los que el más importante es el acicular, aparece en yacimientos de cobre en los que raramente sus cristales se encuentran aislados pues lo normal es que estén agrupados en geodas o vetas en el interior de rocas como calizas y dolomias, en otros minerales cupríferos o en la limonita como más comunes, en los que igualmente puede disponerse a modo de drusa, a veces, en muestras muy grandes las cuales pueden encontrarse junto a una gran variedad de especies muchas de ellas de cobre formando paragénesis de excepcional interés mineralógico y de gran belleza estética que son muy apreciadas.


Esta belleza mineral considerada por muchos como una piedra preciosa comparable por su color, brillo y cristalinidad con la esmeralda(muchos vendedores de minerales aquí en Córdoba confunden a sus compradores haciéndoles creer que es una esmeralda), es un tesoro de todos los calerenses, ya que se encuentra en pocos lugares del mundo y uno de ellos es nuestra ciudad.

1 comentario:

gonzalo dijo...

muy buena pagina profe, me encantan los minerales los metales y en especial las piedras preciosas, disfrute mucho aprender sobre ello =)
a modo de critica me gustaria decirle que podria quitar o mover la enorme cantidad de videos que hay al costado porque consume mucha memoria, y si quiero abrir mas de 2 pestañas se me tilda la pc
bueno nada mas profe nos vemos el lunes para rendir jaajaja