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Redes mixtas
En muchos casos una misma sustancia presenta una combinación de varios tipos de redes cristalinas, a menudo orientadas en planos o siguiendo un eje de simetría. En tales casos, la distribución de las redes y el predominio de una u otra determinará muchas propiedades de la sustancia, como la dureza o la conductividad eléctrica.
Un ejemplo típico de red mixta es el grafito, formado por átomos de carbono con enlace covalente muy fuerte distribuido en capas paralelas. Las conexiones entre las capas, sin embargo, son muy débiles, lo que permite separar láminas muy finas de este mineral con mucha facilidad.
Redes moleculares
En este caso, la red está formada por moléculas con carga neutra. La cohesión, muy débil, se basa en cargas eléctricas residuales de baja intensidad. Es característica de los compuestos orgánicos, aunque también existe en sustancias como el azufre.
Los cuerpos metálicos presentan un tipo de enlace de gran cohesión debido a que varios átomos comparten una nube de electrones que circulan de una órbita a otra sin pertenecer a un núcleo concreto. Esta propiedad, característica de elementos poco electronegativos, proporciona a los metales sus propiedades de dureza, tenacidad y gran conductividad electrotérmica.
Los nudos de la red cristalina están ocupados por nucleos atómicos rodeados por una nube de electrones, con gran movilidad, que no permanecen a nigún átomo en concreto, pero que son comunes a todos ellos. Son propios de elementos poco electronegativos, que liberan con facilidad los electrones de sus orbitales mas externos. Se suelen dar en metales, aleacioniones naturales y algunos sulfuros y arseniuros. La gran movilidad de los electrones les confiere una gran conductividad eléctrica y térmica
Los nudos de la red cristalina están ocupados por nucleos atómicos rodeados por una nube de electrones, con gran movilidad, que no permanecen a nigún átomo en concreto, pero que son comunes a todos ellos. Son propios de elementos poco electronegativos, que liberan con facilidad los electrones de sus orbitales mas externos. Se suelen dar en metales, aleacioniones naturales y algunos sulfuros y arseniuros. La gran movilidad de los electrones les confiere una gran conductividad eléctrica y térmica
Redes mixtas
En muchos casos una misma sustancia presenta una combinación de varios tipos de redes cristalinas, a menudo o
rientadas en planos o siguiendo un eje de simetría. En tales casos, la distribución de las redes y el predominio de una u otra determinará muchas propiedades de la sustancia, como la dureza o la conductividad eléctrica.
Un ejemplo típico de red mixta es el grafito, formado por átomos de carbono con enlace covalente muy fuerte distribuido en capas paralelas. Las conexiones entre las capas, sin embargo, son muy débiles, lo que permite separar láminas muy finas de este mineral con mucha facilidad.
Redes metálicas
Los cuerpos metálicos presentan un tipo de enlace de gran cohesión debido a que varios átomos comparten una nube de electrones que circulan de una órbita a otra sin pertenecer a un núcleo concreto. Esta propiedad, característica de elementos poco electronegativos, proporciona a los metales sus propiedades de dureza, tenacidad y gran conductividad electrotérmica.
Redes moleculares
En este caso, la red está formada por moléculas con carga neutra. La cohesión, muy débil, se basa en cargas eléctricas residuales de baja intensidad. Es característica de los compuestos orgánicos, aunque también existe en sustancias como el azufre.
En muchos casos una misma sustancia presenta una combinación de varios tipos de redes cristalinas, a menudo o
rientadas en planos o siguiendo un eje de simetría. En tales casos, la distribución de las redes y el predominio de una u otra determinará muchas propiedades de la sustancia, como la dureza o la conductividad eléctrica.Un ejemplo típico de red mixta es el grafito, formado por átomos de carbono con enlace covalente muy fuerte distribuido en capas paralelas. Las conexiones entre las capas, sin embargo, son muy débiles, lo que permite separar láminas muy finas de este mineral con mucha facilidad.
Redes metálicas
Los cuerpos metálicos presentan un tipo de enlace de gran cohesión debido a que varios átomos comparten una nube de electrones que circulan de una órbita a otra sin pertenecer a un núcleo concreto. Esta propiedad, característica de elementos poco electronegativos, proporciona a los metales sus propiedades de dureza, tenacidad y gran conductividad electrotérmica.
Redes moleculares
En este caso, la red está formada por moléculas con carga neutra. La cohesión, muy débil, se basa en cargas eléctricas residuales de baja intensidad. Es característica de los compuestos orgánicos, aunque también existe en sustancias como el azufre.
En el enlace convalente dos o más átomos se mantienen cohesionados debido a que comparten un número par de electrones (de dos en adelante). Es un tipo de edificio químico muy corriente entre elementos electronegativos.
Por sus peculiares características, se trata del enlace químico más fuerte que se conoce, aunque la consistencia de la red depende en gran medida de la orientación de los enlaces. El enlace covalente es propio de algunos compuestos muy comunes, como el agua, el amoniaco, la molécula de oxígeno o el metano, y también se encuentra en la mayor parte de los minerales duros, como el diamante.
Este tipo de enlace se basa en el intercambio de electrones libres entre átomos con carga eléctrica (iones). Los iones pueden ser negativos (aniones) o positivos (cationes). El resultado es una conexión química muy fuerte debido a la atracción eléctrica mutua entre las cargas opuestas del anión y el catión.
En un enlace de este tipo el catión ocupa la posición central de la red y a su alrededor se dispone una cierta cantidad (número de coordinación) de aniones. La cantidad de aniones depende del tamaño relativo de éstos y del catión central, lo que se llama radio iónico. En términos generales, un catión grande suele disponer de una mayor cantidad de aniones a su alrededor.
Este tipo de enlace es característico de una serie de minerales muy comunes:
Sulfatos y sulfuros.
Carbonatos.
Halogenuros.
Ciertos óxidos.
La cristaloquímica es una rama de la cristalografía que estudia la composición de la materia cristalina y su relación con la fórmula cristalográfica. Incluye el estudio de los enlaces químicos, la morfología y la formación de estructuras cristalinas, de acuerdo con las características de los átomos, iones o moléculas, así como su tipo de enlace.
<Los componentes elementales de un cuerpo sólido pueden ser de cuatro tipos:
Átomos: partículas elementales de materia con carga eléctrica neutra.
Iones: átomos con carga eléctrica negativa (aniones) o positiva (cationes) debido a la transferencia o recepción, respectivamente, de uno o más electrones.
Grupos iónicos: agrupación de varios iones del mismo o diferentes elementos químicos.
Moléculas: agrupación de varios átomos del mismo o de diferentes elementos.
La ordenación geométrica de estos componentes en las tres direcciones del espacio da lugar a la formación de una red cristalina, una trama geométrica basada en la repetición de un cuerpo tridimensional determinado.
Existen catorce tipos de redes cristalinas, también llamadas redes de Bravais, que a su vez se agrupan en siete sistemas cristalinos:
Triclínico.
Monoclínico: simple y de bases centradas. Presenta un eje binario.
Rómbico: simple, centrado, de bases centradas, y de caras y bases centradas. Posee tres ejes binarios.
Romboédrico: posee un eje ternario.
Hexagonal: presenta un eje cuaternario.
Tetragonal: simple y centrado. Tiene un eje cuaternario.
Cúbico: simple, centrado y de caras centradas. Presenta cuatro ejes ternarios.
Las redes de Bravais
A partir de los siete sistemas cristalinos se han podido describir catorce redes cristalinas, que son llamadas también redes de Bravais, en honor al mineralogista francés del siglo XIX Auguste Bravais, que fue el primero en proponer la hipótesis de la estructura reticular de los minerales.
Los cuerpos cristalinos forman redes que se ordenan en torno a una serie de elementos de simetría, cuya cantidad y distribución determina los diferentes sistemas de cristalización:
Ejes de simetría: son líneas imaginarias que cruzan el interior de la estructura cristalina. Al girar 360º hacen que el motivo geométrico del cristal se repita un número determinado de veces. Los ejes de simetría pueden ser binarios, ternarios, cuaternarios y senarios, según el número de repeticiones que generen.
Planos de simetría: son superficies planas que dividen el cristal en dos mitades exactamente iguales.
Centros de simetría: son puntos imaginarios situados en el interior del cristal. Por ellos pasan los principales ejes y planos de simetría.
Las partículas de los cuerpos sólidos, salvo excepciones, se ordenan en el espacio de acuerdo a determinados tipos de redes geométricas, también llamadas cristalinas. Esta ordenación, que da a los sólidos su consistencia y la mayor parte de sus propiedades, constituye el campo de estudio de la cristalografía.
Generalidades
Los sólidos cristalinos tienden a adoptar estructuras internas geométricas basadas en líneas rectas y planos paralelos. Ahora bien, el aspecto externo de un cristal no es siempre completamente regular, pues depende de una serie de condiciones:
Composición química: el sólido puede ser una sustancia simple o un compuesto, y puede contener impurezas que alteren la estructura cristalina y otras propiedades, como la consistencia o el color.
Temperatura y presión: ambas variables influyen en la formación de los cristales y su crecimiento. Por lo general, los cristales se forman en condiciones de alta presión y elevadas temperaturas.
Espacio y tiempo: el crecimiento de un cristal puede verse limitado por ambos, especialmente por el primero, ya que a menudo la falta de espacio es responsable del aspecto imperfecto que ofrecen algunos cristales en su apariencia externa.
Aprovechamiento de los minerales.
Los minerales tienen innumerables utilidades. Algunos, como las gemas, son de gran belleza y, además de su valor económico, se emplean en la fabricación de herramientas de corte y pulimento, o en instrumentos de precisión. Muchos minerales forman parte de compuestos químicos utilizados en los más diversos campos, mientras que otros sirven como materiales de construcción. Los metales, por su parte, sirven para fabricar todo tipo de herramientas, estructuras de edificios o conductores eléctricos, entre otros usos.
Los minerales más abundantes.
Aunque existen numerosas variedades minerales, el 95% de los existentes en la corteza terrestre son silicatos, es decir, compuestos que incluyen silicio (Si) en su fórmula química. Esta distribución varía según se profundiza hacia el centro de la Tierra, en cuyo núcleo se encuentra una mezcla casi pura de dos metales pesados: níquel (Ni) y hierro (Fe).
Los mineraloides.
Algunos autores denominan mineraloides a aquellos materiales que, con apariencia mineral, no comparten algunas de las propiedades características de los verdaderos minerales. Así, se considera que los sólidos amorfos, como la calcedonia, los fluidos pastosos, como el petróleo, y los gases naturales, son en realidad mineraloides, es decir, sustancias «parecidas a los minerales».
Los minerales tienen innumerables utilidades. Algunos, como las gemas, son de gran belleza y, además de su valor económico, se emplean en la fabricación de herramientas de corte y pulimento, o en instrumentos de precisión. Muchos minerales forman parte de compuestos químicos utilizados en los más diversos campos, mientras que otros sirven como materiales de construcción. Los metales, por su parte, sirven para fabricar todo tipo de herramientas, estructuras de edificios o conductores eléctricos, entre otros usos.
Los minerales más abundantes.
Aunque existen numerosas variedades minerales, el 95% de los existentes en la corteza terrestre son silicatos, es decir, compuestos que incluyen silicio (Si) en su fórmula química. Esta distribución varía según se profundiza hacia el centro de la Tierra, en cuyo núcleo se encuentra una mezcla casi pura de dos metales pesados: níquel (Ni) y hierro (Fe).
Los mineraloides.
Algunos autores denominan mineraloides a aquellos materiales que, con apariencia mineral, no comparten algunas de las propiedades características de los verdaderos minerales. Así, se considera que los sólidos amorfos, como la calcedonia, los fluidos pastosos, como el petróleo, y los gases naturales, son en realidad mineraloides, es decir, sustancias «parecidas a los minerales».
La forma más útil de clasificar los minerales es hacerlo de acuerdo a su composición química. Así, se distinguen los siguientes grandes grupos de minerales en nuestro planeta:
Elementos químicos simples:
Metales: plata, cobre, níquel.
No metales: azufre, diamante (carbono).
Elementos químicos compuestos:
Boratos: oxisales ternarias de boro (B). Bórax.
Carbonatos: oxisales ternarias de carbono (C). Calcita, dolomita.
Cromatos: oxisales cuaternarias de cromo (Cr). Crocoíta.
Fosfatos: fósforo (P) combinado con oxígeno. Apatito.
Halogenuros: metales combinados con un halógeno y, en ocasiones, con agua. Halita, fluorita.
Óxidos e hidróxidos: metales combinados con oxígeno (O) o un grupo hidróxilo (OH-). Magnetita, oligisto.
Silicatos: compuestos de silicio (Si). Son los más abundantes en la litosfera. Feldespato, ortosa.
Sulfatos: oxisales cuaternarias de azufre (S).Yeso, baritina.
Sulfuros: metales combinados con azufre, sin oxígeno. Existen otros compuestos afines en los que el azufre es sustituido por Arsénico (As), Antimonio (Sb), Bismuto (Bi), Selenio (Se) o Telurio (Te).
Vanadatos:Vanadio (V) combinado con oxígeno.Vanadinita.
Wolframatos: oxisales cuaternarias de Wolframio (W). Wolframita.
Elementos químicos simples:
Metales: plata, cobre, níquel.
No metales: azufre, diamante (carbono).
Elementos químicos compuestos:
Boratos: oxisales ternarias de boro (B). Bórax.
Carbonatos: oxisales ternarias de carbono (C). Calcita, dolomita.
Cromatos: oxisales cuaternarias de cromo (Cr). Crocoíta.
Fosfatos: fósforo (P) combinado con oxígeno. Apatito.
Halogenuros: metales combinados con un halógeno y, en ocasiones, con agua. Halita, fluorita.
Óxidos e hidróxidos: metales combinados con oxígeno (O) o un grupo hidróxilo (OH-). Magnetita, oligisto.
Silicatos: compuestos de silicio (Si). Son los más abundantes en la litosfera. Feldespato, ortosa.
Sulfatos: oxisales cuaternarias de azufre (S).Yeso, baritina.
Sulfuros: metales combinados con azufre, sin oxígeno. Existen otros compuestos afines en los que el azufre es sustituido por Arsénico (As), Antimonio (Sb), Bismuto (Bi), Selenio (Se) o Telurio (Te).
Vanadatos:Vanadio (V) combinado con oxígeno.Vanadinita.
Wolframatos: oxisales cuaternarias de Wolframio (W). Wolframita.
En la mayor parte de los casos los minerales tienen su origen en dos procesos básicos:
Cristalización de fluidos, que a su vez presenta tres variedades:
Solidificación del magma volcánico (feldespato, olivino).
Evaporación de una solución acuosa (yeso, halita).
Sublimación de gases (azufre).
Transformaciones de un sólido, basadas en cambios de presión y temperatura.
Se considera que una sustancia natural es un mineral si presenta las siguientes características:
-Estado sólido.
-Estructura atómica ordenada de acuerdo a una red cristalina.
-Composición química homogénea, o con pocas variaciones bien delimitadas.
-Carencia de actividad vital, es decir, que el cuerpo sólido no sea animal o vegetal.
Sin embargo, esta definición no es plenamente aceptada por la comunidad científica, ya que deja fuera de la consideración como mineral numerosos compuestos naturales que muchos autores consideran verdaderos minerales:
-Sustancias fluidas, como el petróleo, el metano y otros combustibles.
-Sólidos amorfos, sin estructura cristalina, como el ópalo.
-Minerales producidos por organismos vivos, como la calcita.
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