Apuntes de Geología

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Mineralogía sistemática según Dana

Elementos nativos

A esta clase pertenecen los minerales compuestos por un único elemento químico (más algunas aleaciones de metales). Aproximadamente 1/3 de los elementos químicos de la tabla periódica han sido encontrados en la naturaleza en estado nativo. Algunos de estos son gases, por lo tanto, no son considerados minerales. Los 27 elementos nativos restantes en mayoría son metales, además de algunos semimetales y no-metales.

A) Metales

Los metales reconocidos comome minerales son: Aluminio, Plomo, Cadmio, Cromo, Hierro, Oro, Indio, Iridio, Cobre, Niquel, Osmio, Palladio, Platino, Mercurio, Rodio, Rutenio, Plata, Estaño y Zinc, además algunas aleaciones naturaes (por eljemplo entre hierro y Niquel o plata y oro). La mayoría son muy poco frecentes, siendo los más comunes y fáciles de encontrar Oro, Plata y Cobre.

Se caracterizan (naturalmente) por enlaces químicos metálicos. Las estructuras de los metales nativos se pueden imaginar como empaquetamientos compactos de esferas del mismo tamaño. La mayoría de los metales nativos (por ejemplo los del grupo de oro) se presenta con un empaqueteamiento cúbico compacto centrado en las caras, teniendo cada àtomo exactamente 12 átomos vecinos. Algunos otros (por ejemplo el platino) presentan estructuras con empaquetamiento hexagonal compacto. Tambien en esta estructura, cada átomo tiene 12 átomos vecinos. Finalmente, el empaquetamiento cúbico compacto centrado en el cuerpo se observa en el hierro nativo. En esta estructura, cada átomo tiene solamente 8 átomos vecinos.

empaqueteamiento cúbico compacto (ocupación de espacio: 74%) (78)
empaquetamiento hexagonal compacto (ocupación de espacio: 74%) (79)
cúbico compacto centrado en el cuerpo (ocupación de espacio: 68%) (80)

 

B) Semimetales

E esta categoría pertenecen los elementos químicos Antimonio, Arsénico, Bismuto, Selenio, Silicio y Telurio. A diferencia de los metales, los enlaces químicos no son puramente metálicos sino en parte covalentes. Los enlaces son relativamente fuertes solamente entre los cuatro átomos vecinos. Por el hecho de la presencia de enlaces covalentes, los integrantes de sste grupo no son conductors electricos o térmicos tan buenos como los metales.

C) No-metales

De los elementos químicos no-metálicos, solamente los elementos azufre y carbono se encuentra en forma nativa; el último en forme de lso dos minerales Diamante y Grafito. La estructura de los no metales nativos es muy diferente a la de los metales y semimetales, caracterizado por enlaces covalentes y fuerzas de Van der Waals.

Curiosamente, aún teniendo la misma composición quimica (es decir, siendo formados por el elemento químico carbono), Diamante t grafito son muy distintos entre sí. El diamente es el mineral màs dura que existe y se presenta en forma de cristales del sistema cúbico perfectamente transparentes. Grafito es uno de los minerales más bandos que se conoce y es opaco y escamoso.

Diamante (81)
Grafito (82)

 

Las diferencias se explican por la estructura cristalina muy diferente: en el Diamante, cada átomo de carbono es unido a otros cuatro átomos mediante fuertes enlaces covalentes, lo que resulta en una estructura muy resistente y, por lo tanto, en un mineral extremadamente duro.

En el grafito, los átomos forman anillos hexagonales con enlaces covalentes entre cuatro átomos, formando láminas de anillos hexagonales. Entre una y otra lámina hay una distancia muy superior a la distancia entre los átomos de los anillos. Las láminas se unen entre sí mediante fuerzas de Van der Waals muy debiles y pueden ser separados facilmento, resultado en un mineral muy blando.

Estructura de Diamante (83)
Estructura de Grafito (84)

 

Elementos nativos más importantes

Grupo
Mineral
Fórmula
Metales, Grupo del Oro
Oro
Au
Plata
Ag
Cobre
Cu
Metales, grupo del Platino
Platino
Pt
Metales, grupo del Hierro
Hierro
Fe
Kamacita
Fe,Ni
Taenita
Fe,Ni
Metal
Mercurio
Hg
Semimetales
Arsenico
As
Antimonio
Sb
Bismuto
Bi
No metales
Azufre
S
Diamante
C
Grafito
C

 

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