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Propiedades de Los Minerales (Raya) y Minerales Nativos
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Los Minerales y sus Propiedades
Es el color del polvo fino de un cristal y frecuentemente se ha usado en la determinación de minerales.
Aunque el color de los minerales varíe, el de la raya suele ser constante.
El color de la raya se determina por corte, limado o rasguño. Una raya de longitud de ¼ de pulgada es generalmente suficiente para determinar su color. La lámina de raya no se puede emplear con minerales de una dureza de 7 o más, pues estos minerales son más duros que la lámina.
Cuando no se puede emplear la lámina de raya ésta se puede determinar estrujando una pequeña cantidad de muestra hasta hacerla polvo fino y examinado para ver su color, sin ayuda o con una lente de mano sobre un fondo claro tal como un trozo de papel o una uña.
Algunos minerales que tienen el mismo color, tienen rayas diferentes.
Los siguientes tres minerales de hierro pueden ser todos negros, pero se distinguen con facilidad por sus rayas respectivas: hematita ( Fe2O3) pardo rojizo; goethita (HFeO2) pardo amarillento; magnetita (FeFe2O4) negra.
La raya de frote se produce cuando se frotan los minerales blandos contra porcelana sin brillo. Esta raya es útil para distinguir el grafito que tiene una raya negra brillante, de la molibdenita que tiene una raya verdosa.
Clasificación de los minerales Químicamente
MINERALES NATIVOS
A esta clase pertenecen aquellos minerales compuestos básicamente por un único elementoquímico.
Solo unos 20 elementos de la tabla periódica han sido encontrados en la naturaleza en estadonativo. Estos elementos se dividen en tres subclases: los metales, los semimetales y los nometales.
Minerales nativos más importantes
Grupo Mineral FórmulaMetales
Grupo del oroOro AuPlata AgCobre Cu
Grupo del platino Platino Pt
Grupo del hierroHierro FeKamacita Fe, NiTaenita Fe, Ni
Mercurio Hg
Semimetales
Grupo del arsénicoArsénico AsAntimonio SbBismuto Bi
No metalesAzufre SDiamante CGrafito C
Debido a su composición química sencilla y al enlace atómico de tipo metálicoque presentan estos minerales, las estructuras de los metales nativos puedendescribirse como simples empaquetamientos compactos de bolas de un mismotamaño.
A continuación se presentan tres ejemplos de estructuras de esta subclase deminerales.
Minerales Metales nativos
Estructura
La mayoría de los metales nativos tiene una estructura cristalina denominada empaquetamientocúbico compacto centrado en las caras, que se caracteriza por presentar caras paralelas , y porpertenecer a la clase 4/m ‐3 2/m, tal como se ilustra en la figura siguiente.
Cada átomo de metal está rodeado por otros 12 átomos vecinos. Los minerales del grupo del oro,así como el platino, el iridio, la taenita (hierro con mezcla de níquel en más de un 27 % enpeso) y otros metales nativos presentan esta estructura
Por el contrario el Mg, el Zn, el Cd y minerales del grupo del platino como como lairidosmina o el platiniridium presentan estructuras con empaquetamiento hexagonalcompacto donde cada átomo de metal está rodeado por 12 átomos vecinos.
El último tipo de estructura, presente en los metales nativos es el empaquetamientocúbico compacto centrado en el cuerpo, donde las capas de átomos se repiten y cadaátomo tiene 8 vecinos cercanos. Los ejemplos característicos para este tipo deestructura son el hierro nativo puro y la especie de ferroniquel kamacita con unamezcla de Ni menor al 27 % en peso.
Los elementos del grupo del oro pertenecen al mismo grupo de la tabla periódica deelementos y por lo tanto presentan unas propiedades químicas parecidas.
Todos son lo bastante inertes para ser encontrados en la naturaleza en el estado nativo.
Cuando no están combinados con otros elementos, los átomos de estos elementos están unidosen estructuras cristalinas con los enlaces metálicos relativamente débiles.
El Au y la Ag poseen unos radios atómicos iguales que dan lugar a la existencia de unasolución sólida completa entre estos dos minerales nativos.
Por el contrario el radio atómico del cobre es menor por lo que la solución sólida de cobre enoro y plata es limitada. El cobre nativo, a su vez, apenas presenta trazas de Au y Ag en soluciónsólida.
El grupo del oro
Al tener unas estructuras cristalinas comunes los minerales de este grupo poseenpropiedades similares. Son todos ellos relativamente blandos, maleables, dúctiles yséctiles.
Como consecuencia de sus enlaces de tipo metálico son, igualmente, excelentesconductores térmicos y eléctricos, tienen brillo metálico y unos puntos de fusiónrelativamente bajos.
Todos los minerales de este grupo son isométricos hexoctaedrales y tienen elevadasdensidades debido al empaquetamiento cúbico compacto de sus estructuras.
Isometric – Hexoctahedral (4/m ‐3 2/m)
Este grupo incluye al platino, al iridio, al paladio, al platiniridio y a la iridosmina,siendo los dos últimos, respectivamente, aleaciones de platino-iridio e iridio-osmio conempaquetamiento compacto hexagonal y pertenecientes a la clase 6/m 2/m 2/m .
El platino y el iridio ,por el contrario, presentan empaquetamientos cúbicos compactos ypertenecen a la clase 4/m ‐3 2/m, asemejándose a los metales del grupo del oro.
El grupo del platino
Isometric – Hexoctahedral (4/m ‐3 2/m)
Este grupo incluye al hierro nativo y dos aleaciones de hierro‐níquel la kamacita y lataenita.
El hierro puro y la kamacita, que contiene alrededor de 5.5% de peso de Ni, cristalizansegún un empaquetamiento cúbico compacto centrado en el cuerpo y pertenecen a la clase 4/m ‐32/m.
La taenita, que presenta amplias variaciones en su contenido en Ni (de 27 a 65% en peso)presenta, por el contrario, un empaquetamiento cúbico compacto centrado en las caras y su clase4/m ‐3 2/m.
Los metales nativos del grupo del hierro apenas aparecen en la superficie terrestre, pero son muycomunes en meteoritos férricos, suponiéndose que constituyen los principales componentes delnúcleo de nuestro planeta.
El grupo del hierro
Isometric – Hexoctahedral (4/m ‐3 2/m)
Los semimetales nativos As, Sb, Bi son isoestructurales y cristalizan a la clase ‐3 2/m.
Sus enlaces entre átomos ya no son puramente metálicos, sino parcialmente covalentes. Dichacovalencia de los enlaces se explica por la posición de estos elementos en el grupo Va de la tablaperiódica. La figura siguiente representa la estructura del As y del Sb nativos
Minerales Semimetales nativos
Trigonal ‐ Hexagonal Scalenohedral ‐3 2/m
En comparación con los metales nativos, los enlaces entre los átomos ya no son todos iguales.
Aquellos relativamente más fuertes entre los cuatro átomos más cercanos dan lugar a unaestructura en capas y la fácil exfoliación de minerales de este grupo según dirección perpendicular,se explica por la presencia de enlaces más débiles entre las capas estructurales.
La covalencia de los enlaces explica también la menor conductividad térmica y eléctrica de losminerales de este subgrupo respecto de los metales nativos.
La estructura de los no metales nativos es muy diferente a la de los metales y semimetales.
El azufre cristaliza habitualmente en el sistema ortorrómbico, los dos tipos polimorfos de azufre monoclínico sonmuy raros en la naturaleza, pero si se producen artificialmente.
La estructura del azufre se compone de anillos unidos por enlaces muy fuertes entre los 8 átomos de S en unamolécula S8 (Fig. a). La celda de azufre ortorrómbico (Fig. b) está compuesta por 16 anillos y contiene un total de 128átomos. Estos anillos se unen entre sí mediante fuerzas de Van der Waals, mucho mas débiles que los enlacesintermoleculares.
Una cantidad pequeña de Se puede sustituir los átomos de S en la estructura
Minerales No Metales nativos
El diamante presenta una estructura de átomos de carbono unidos entre sí mediante enlacescovalentes muy fuertes y direccionales.
Cada átomo de carbono aparece unido con otros cuatro átomos vecinos, situados en los extremosde un tetraedro regular.
Este tipo de estructura da lugar a unos planos con elevada población atómica, separados porespacios más anchos con la misma orientación.
Esto explica la exfoliación del diamante según los planos, coincidentes con las caras de unoctaedro.
La estructura del grafito está formada por anillos hexagonales, en los cuales cada átomo de carbonoestá vinculado con otros tres, situados en los vértices de un triángulo regular a su alrededor.
Los anillos hexagonales forman capas en la estructura de grafito y la distancia entre dos capasparalelas es muy superior a la distancia entre átomos dentro de una capa. Estas capas están unidasentre sí por fuerzas débiles de Van der Waals
La importancia de la estructura cristalina para las propiedades de minerales se manifiesta con losejemplos del grafito y del diamante. Los dos son carbono puro, pero estos minerales no tienennada más en común.
El diamante es transparente e incoloro, el grafito es opaco y negro; el diamante es la sustanciamas dura que se conoce, el grafito tiene la dureza más baja según la escala de Mohs; el diamantees un aislante perfecto por el contrario el grafito tiene una electroconductividad muy elevada, etc.
Entre las propiedades comunes apenas destaca la exfoliación que se observa muy bien en ambosminerales
Formula: Hg
Meteorito con Fe y Ni
Fórmula: Pt
Fórmula: As
Fórmula: Sb
Sistema Trigonal. Hexagonal Scalenohedral ‐3 2/m
Aspecto Masas granulares incrustantes o nodulos de colorblanco plateado. Raras veces se presenta en forma deagregados laminares.
Fórmula: Bi
Sistema Trigonal. Hexagonal Scalenohedral ‐3 2/m
Aspecto Cristales raros e imperfectos; casi siempre sepresenta en masas laminares, agregados dendríticos obien esqueléticos de color plateado rosado, con alteraciónsuperficial a base de pátinas iridiscentes.
1 Drusa de cristales de azufre (aprox. x1Sicilia.2 Cristales de azufre con celestina(aprox. x1). Sicitia.3 Cristal de azufre (aprox. x1).Belisio, Marche.
