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Petrología y Mineralogía Características generales de los minerales 20 de agosto de 2024 Esta foto de Autor desconocido está bajo licencia CC BY  Átomos → Elementos químicos Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y M...

Petrología y Mineralogía Características generales de los minerales 20 de agosto de 2024 Esta foto de Autor desconocido está bajo licencia CC BY  Átomos → Elementos químicos Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN ¿Qué forman los elementos químicos? Compuestos orgánicos (C - H + -O -N -S -P) In vivo: Biomoléculas (carbohidratos (fructosa, celulosa, glucosa, lactosa), lípidos (grasas), proteínas, ADN, etc) Ex vivo: Hidrocarburos (H y C) Artificiales → plástico, fármacos, perfumes, jabones, colorantes, etc. Compuestos inorgánicos (todos los elementos, acción de fenómenos físicos y químicos + agua, energía solar, oxígeno entre otros) Minerales Agua Compuestos químicos (H2SO4, HNO3, CO2, O3, etc) Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN  Existen 4000 minerales aproximadamente en la Tierra y todos están definidos por su composición química y su estructura interna Petrografía y Mineralogía - UCEN Los minerales forman rocas en la Tierra Petrografía y Mineralogía - UCEN Esta foto de Autor desconocido está bajo licencia CC BY-SA  Características de un Mineral 1. Sólido 2. Natural 3. Se forma mediante procesos inorgánicos (físico – químico) 4. Eléctricamente neutro 5. Homogéneo 6. Presenta composición química definida pero no fija (formula química) 7. Presenta una distribución atómica ordenada, forma cristales Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN  Soluciones químicas Materiales fundidos Vapores Cristalización Disposición al “azar” Δ T° - P° - Concentración Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía Cristalografía 20 de agosto Petrografía y Mineralogía - UCEN Esta foto de Autor desconocido está bajo licencia CC BY-ND Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Mineral 1. Sólido 2. Natural 3. Se forman mediante procesos inorgánicos (físico – químico) 4. Eléctricamente neutro 5. Homogéneo 6. Composición química definida pero no fija (formula química) 7. Distribución atómica ordenada, forma cristales Petrografía y Mineralogía - UCEN Cristalografía Estudia los cristales La formación de cristales no es exclusiva de los minerales. Se encuentran también en compuestos orgánicos como el ADN o las proteínas Se ocupa del estudio del ordenamiento interno de los cristales, sus propiedades físicas y químicas, su síntesis y su crecimiento. Petrografía y Mineralogía - UCEN Cristalografía Los cristales contienen átomos, moléculas y/o iones que forman unidades de repetición llamadas “celdas elementales” que , como ladrillos apilados en 3 dimensiones, forman el edificio cristalino Dentro de las celdas elementales, los átomos también se pueden repetir a si mismo mediante “operaciones de simetría”. Estos patrones de repetición provocan que los cristales muestren diferentes tipos de hábitos externos que desde hace miles de años han llamado la atención por sus colores y belleza externa Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Clasificación Cristalografía geométrica: estudia la morfología externa de los cristales y su simetría Cristalografía química o cristaloquímica: estudia la disposición de los átomos en la estructura cristalina, sus defectos e imperfecciones Cristalografía física o cristalofísica: estudia las propiedades físicas y las relaciona con la composición y la estructura de los cristales. Estudia cómo se comporta un cristal cuando interacciona con una radiación (rayos x, UV, láser, etc.) Petrografía y Mineralogía - UCEN Cristalografía La composición química y la estructura interna de un mineral (en el sentido del arreglo espacial de los átomos o empaquetamiento y de la naturaleza de sus enlaces) son importantes debido a que de ellas dependen muchas de sus propiedades físicas, ópticas, y su comportamiento frente a un proceso metalúrgico (flotación, lixiviación, cianuración, fundición entre otros) La cristaloquímica es la parte de la mineralogía que vincula la química de los minerales a su estructura interna y a sus propiedades cristalográficas y físicas (dureza, exfoliación, fusibilidad, conductividad entre otros) Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN  Cristal Un sólido en el que las partículas materiales (iones, átomos, moléculas) que lo constituyen están distribuidas, ordenada y periódicamente, en las tres direcciones del espacio. Esta características, la periodicidad del medio cristalino, lo diferencia de todos los demás tipos de materiales Petrografía y Mineralogía - UCEN  En los cristales, los átomos, iones o moléculas se empaquetan dando lugar a motivos que se repiten desde cada 5 Angstrom hasta las centenas de Angstrom. Esta “repetitividad”, en 3D se le denomina “RED CRISTALINA” Para facilitar la vida, el contenido de la red cristalina (átomos, iones, moléculas), se describe como un punto (el punto reticular) Grados de cristalinidad: desde ordenado a amorfo Cristalino – no cristalino Petrografía y Mineralogía - UCEN Cristal Un cristal es la expresión externa de la disposición de los átomos constituyentes de una sustancia cristalina (átomos, iones, moléculas) Es una forma poliédrica, con una disposición particular de las caras, aristas y vértices con el fin de respetar lo más posible el equilibrio interno de los átomos Un material cristalino es aquel que se repite de manera ordenada y paralela y cuya distribución en el espacio muestra ciertas relaciones de simetría Una estructura cristalina se considera una repetición de un motivo o grupo de átomos sobre una red Petrografía y Mineralogía - UCEN Conceptos básicos de cristalografía: nudo, red, motivo Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN s Serie Isomorfa, Plagioclasa La distancia según la cual los motivos se repiten a lo largo de una dirección se denomina “traslación” Esto define la “red cristalina”, constituido por una serie de puntos separados entre si por las traslaciones. En una red cristalina la distribución de nudos alrededor de uno de ellos es la misma, independientemente del nudo que tomemos como referencia Para asimilar lo que significa el orden interno cristalino, se comienza por visualizar vectores de traslación, en una dimensión, constituidos por las diferentes direcciones de la red que definen. Una fila reticular de nudos, es obtenida por la sucesiva traslación de un motivo. Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Redes planas o 2D El orden bidimensional es el resultado de traslaciones regulares en dos direcciones que resultan en la definición de 5 tipos de redes planas Esto es básico para asimilar la regularidad correspondiente a objetos tridimensionales Petrografía y Mineralogía - UCEN Redes planas Petrografía y Mineralogía - UCEN Redes planas Existen redes centradas, que son el resultado de añadir nuevos nudos en el centro de cada paralelogramo generador de la red plana. Solo puede realizarse esta operación de centrado si la red resultante es morfológicamente diferente de la original Solo pueden centrarse las redes rectangulares y rómbicas Petrografía y Mineralogía - UCEN Redes planas Petrografía y Mineralogía - UCEN Redes cristalinas Una red tridimensional se puede representar a través de tres redes bidimensionales o redes planas en 2D, las cuales están definidas por 2 traslaciones. En una red 3D, las redes en 2D pueden definirse por sus intersecciones con los tres ejes fundamentales del cristal, x,y,z o a,b,c, etc. Las dimensiones de estas intersecciones, medidas desde el nudo tomado como origen, son los parámetros del plano reticular correspondiente. En la práctica, cuando se forma un cristal, las caras externas o visibles del cristal son producto de la sucesión periódica de redes planas dispuestas en determinadas posiciones, generando el edificio cristalino en 3D. Para identificar cada cara de un cristal, se usan los Indices de Miller. Petrografía y Mineralogía - UCEN Redes cristalinas Índices de Miller. Permite identificar las caras de un cristal a través de un sistema de coordenadas Es un sistema bastante simple, una vez se entiende como se calculan. Calcular intersecciones o número de traslaciones con los 3 ejes fundamentales del cristal Se invierten y se eliminan los denominadores o se calcular los cocientes entre el producto de las tres intersecciones dividido entre cada una de las intersecciones (H*K*L= N, N/H= h, N/K=k, N/L=l) HKL intersecciones; hkl índices de miller. Petrografía y Mineralogía - UCEN Redes cristalinas Índices de Miller En el eje x, el plano rosado corta el eje en el punto 1a y continúa infinitamente en el eje y y x Petrografía y Mineralogía - UCEN Redes cristalinas Índices de Miller En el eje x, el plano rosado corta el eje en el punto 1a y continúa infinitamente en el eje y y x Petrografía y Mineralogía - UCEN Redes cristalinas Índices de Miller Cara rosada: (1/1,1/∞, 1/ ∞) = (100) Cara amarilla: (1/∞, 1/1, 1/ ∞) = (010) Cara verde: (1/∞, 1/ ∞, 1/1) = (001) Por convensión: Se escriben en paréntesis y en números enteros Petrografía y Mineralogía - UCEN Redes cristalinas Índices de Miller Los lados opuestos de cada cara se escriben con signos negativos. Petrografía y Mineralogía - UCEN Redes cristalinas Índices de Miller El plano de interés corta dos de los 3 ejes cristalográficos ?? Petrografía y Mineralogía - UCEN Redes cristalinas Índices de Miller El plano de interés corta dos de los 3 ejes cristalográficos (110) Petrografía y Mineralogía - UCEN Redes cristalinas Índices de Miller El plano de interés corta a los 3 ejes cristalográficos ?? Petrografía y Mineralogía - UCEN Redes cristalinas Índices de Miller El plano de interés corta a los 3 ejes cristalográficos (111) Petrografía y Mineralogía - UCEN Ejercicio índices de miller Plano ABD Plano EBD Petrografía y Mineralogía - UCEN Ejercicio índices de miller Plano ABD (221) Plano EBD (121) Petrografía y Mineralogía - UCEN Índices de Miller 001 011 _ 101 011 111 101 _ 111 111 111 _ 110 _ 110 110 010 100 110 __ _ _ _ 111 111 011 101 __ 111 _ 111 _ _ 011 101 Petrografía y Mineralogía - UCEN Índices de Miller Entre paréntesis indica ese plano dado (121) por ejemplo Entre corchetes {121}, por ejemplo, indica todos los planos homólogos que resultan de aplicar los elementos de simetría de un cristal al plano (121) por ejemplo. Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Celda Unitaria Petrografía y Mineralogía - UCEN Celda unitaria Se define por longitudes y ángulos axiales 3 ejes o 3 bordes llamados a, b, c 3 ángulos inter-axiales alba, beta y gamma. Unidad más pequeña de un mineral que posee la simetría y propiedades del mineral Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Celda unidad Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Celda unidad (fcc) Petrografía y Mineralogía - UCEN Celda unidad Petrografía y Mineralogía - UCEN Celda unidad Petrografía y Mineralogía - UCEN Celda unidad Petrografía y Mineralogía - UCEN Celda unidad (bcc) Petrografía y Mineralogía - UCEN Celda unidad (bcc) Petrografía y Mineralogía - UCEN Celda unidad (bcc) Petrografía y Mineralogía - UCEN Celda unidad (bcc) Petrografía y Mineralogía - UCEN Celda unidad (bcc) Petrografía y Mineralogía - UCEN Celda unidad (bcc) Petrografía y Mineralogía - UCEN Celda unidad (bcc) Petrografía y Mineralogía - UCEN Celda unidad (bcc) Petrografía y Mineralogía - UCEN Celda unidad Petrografía y Mineralogía - UCEN Celda unidad Un cristal es una forma externa producida por el apilamiento sistemático de celdas unitarias Ej celdas cúbicas Cubo perfecto Cubos distorsionados Octaedro Dodecaedro Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN < simetría O trigonal > simetría Petrografía y Mineralogía - UCEN Formas cristalográficas Nombre de los diferentes tipos de formas de cristales NO isométricos Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Nombre de 15 diferentes tipos de formas de cristales isométricos Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN Petrografía y Mineralogía - UCEN