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Mineralogía sistemática según Dana

Según su composición se diferencia grupos de minerales de iguales características químicas (elementos nativos, sulfuros, óxidos etc). Cada grupo a su vez se divide en sub-grupos, familias etc. Las sistemáticas más conocidas (además muy parecidas entre sí, con algunas diferencias en detalles) son las clasificaciones según los científicos Dana y Strunz. La clasificación más antigua de éstos es la del mineralogista estadounidense Dana. Tiene mayor distribución en EEUU y Canadá y suele ser la más utilizada en Chile Más reciente es la clasificación del alemán Strunz que se conoce más en Europa. Ambas clasificaciones son útiles y válidas, pero en ocasiones (por ejemplo algún estudio o trabajo científico) puede ser conveniente mencionar según cuál sistema se clasificó un mineral.

Ambas sistemáticas definen nueve grupos de minerales. A cada grupo pertenecen minerales con características químicas similares. Cada grupo a su vez es dividido en sub-grupos, familias etc. La división en sub-grupos etc se diferencia en detalle dado que según Strunz esta subdivisión se basa en las composiciones químicas, mientras según Dana el criterio es la estructura cristalina.

Ejemplo: Según Strunz, el Cuarzo es un oxido por ser dióxido se sílice SiO2, según Dana es un silicato dado que la estructura cristalina del cuarzo se basa en tetraedros de [SiO4]4-, igual que los demás silicatos. Por lo tanto, en un texto de origen europeo, el Cuarzo había que buscar entre los óxidos, en un texto de EEUU, probablemente se encontrará entre los silicatos.

En ambas clasificaciones, los grupos mayores son los siguientes, definidos por complejos aniónicos:

• I Elementos nativos (18 metales, 5 no-metales y algunas aleaciones)
• II Sulfuros, Sulfosales y similares (compuestos de metales y Azufre)
• III Oxidos e Hidróxidos (compuestos de Oxígeno o OH-)
• IV Haluros (compuestos de Fluoro, Cloro, Bromo etc)
• V Carbonatos, Nitratos y Boratos (compuestos de CO3, NO3, BO3)
• VI Sulfatos, Cromatos, Wolframatos y otros similares (compuestos de SO4, CrO4, WO4)
• VII Fosfatos, Arsenatos y Vanadatos (compuestos de PO4, AsO4, VO4)
• VIII Silicatos (compuestos de tetraedros SiO4)
• IX compuestos orgánicos (en su mayoría oxalatos hidratados como por ejemplo el mineral Humboltina Fe2+(C2O4)·2H2O)

Según la bibliografía utilizada, puede ser que se encuentre más que nueve grupos. Esto ocurre (por ejemplo) cuando se define los Carbonatos y Nitratos como grupos separados.

Las fórmulas químicas de los minerales pueden ser bastante complejas.

En general tienen la siguiente estructura (ejemplo Apatita): (Ca,Ba,Pb,Sr)5(PO4,CO3)3(F,Cl,OH) donde significa:

• (Ca,Ba,Pb,Sr)5 : el mineral contiene 5 cationes (iones de carga positiva), que pueden ser todos o algunos de los anotados entre paréntesis (según orden descendiente del radio iónico o número de coordinación)
• (PO4,CO3)3 : complejo anionico (ion de carga negativa que determine en grupo al cual pertenece el mineral). En caso de la Apatita (un fosfato), una parte del fosfato puede ser reemplazado por carbonato.
• (F,Cl,OH) : aniones (iones de carga negativa) ajenos al complejo anionico, (a veces separados de los complejos anionicos por una raya vertical.

El mineral puede contener todos los iones anotados en paréntesis o solamente algunos de ellos En consecuencia, se conoce diferentes minerales que juntos forman el grupo "Apatita", diferenciándose en detalle, pero con las mismas características cristalográficas generales:

• Fluorapatita: Ca5(PO4)3F
• Clorapatita: Ca5(PO4)3Cl
• Hidroxiapatita: Ca5(PO4)3(OH)
• Estroncioapatita: Sr5(PO4)3(OH) etc.

Algunos minerales, aparte de contener el anion OH- contienen moléculas de agua incorporados en su estructura cristalina. Se anota la o las moléculas de agua de la siguiente manera: CaSO4 x 2 H2O (el mineral contiene 2 moléculas de agua) o CaSO4 x n H2O (el mineral contiene una cantidad variable de moléculas de agua).

El criterio a cual grupo pertenece un mineral se basa en la estructura cristalina.

Ejemplo: por lo general, un mineral que contiene un compuesto de SiO4 en alguna ponderación es considerado como silicato, aún cuando además contiene otros aniones, como es el caso de la Turmalina: La fórmula química de la variedad negra de este mineral (también llamado "Chorlo") es: NaFe2+3Al6(BO3)3(Si6O18)(OH)4

El mineral posee los tres diferentes aniones: BO3 ; Si6O18 ; OH

A pesar de la presencio del borato y del hidroxilo, el mineral pertenece al grupo de los silicatos, porque según su estructura cristalina los complejos de sílice se ordenan en forma de anillos (típico para el subgrupo de los ciclo-silicatos), mientras los otros aniones son más bien accesorios en este sentido (sin importar su cantidad).

En la práctica, resulta una cierta jerarquía entre los complejos aniónicos. Como regla general se puede considerar que un mineral que contiene (OH) más otro anión, corresponde al grupo de este otro anión, Ejemplos:

• Azurita Cu3(CO3)2(OH)2 -> Carbonato
• Atacamita Cu2Cl(OH)3 -> Haluro

Para muchos minerales se puede ver inmediatamente a cual grupo pertenecen, para otros minerales frecuentes se debe recordar a cual grupo corresponden. En caso de minerales menos frecuentes puede ser necesario consultar algún texto para saber a cual grupo pertenecen.