Concepto y definición general:
La geología se ocupa, en primer lugar, de la composición de la corteza terrestre, formada por minerales y por rocas.
La mineralogía (estudio de los minerales)
La petrologia (estudio de las rocas)
Pero al estudiar los minerales lo primero que se observa es que, de ordinario están cristalizados. Pero el estudio de los cristales se forma una rama de mineralogía llamada cristalografia.
La cristalografia es una parte de la mineralogía que estudia la estructura intima de la materia, su forma exterior y sus propiedades físicas y química. De ahí que comprenda tres partes: lacristalografia geométrica, la cristalofisica y la cristaloquimica.
La estructura intima de la materia mineral:
La materia mineral sólida está constituida por iones, átomos y moléculas y según como estén ordenadas están iones, átomos o moléculas, tenemos tres tipos de materia mineral:
1-estructura cristalina donde los iones, átomos y moléculas están ordenadas en el interior pero desordenadas en el exterior
2-estructura cristalizada donde los iones, átomos y moléculas están ordenadas en el interior y en el exterior.
3-estructura amorfa donde los iones, átomos y moléculas no están ordenadas ni en el interior ni en el exterior.
Definiciones:
*
Cristal
Es una porción de materia mineral cristalizada que de una manera natural presenta una forma geométrica que siempre es un poliedro.*Z unidad / celda unidad : es cada uno de los poliedros que se repiten en una res espacial. La celda unidad determinada por los constantes cristalograficas.
*Red espacial: es el conjunto de todos los poliedros que se repiten
*Constantes cristalograficas: son la longitud de las aristas como a,b,c y el valor de los ángulos ą,b,y.
*Ejes de simetría:
Es aquella línea imaginaria que va de centro de cara a centro de cara apuesta de mitad de arista a mitad de arista opuesta, o bien, de vértice opuesto, de tal manera que haciendo girar al cristal
360* por ese eje pueden coincidir 2 posiciones iguales 3,4 o 6.
Es aquella línea imaginaria que va de centro de cara a centro de cara apuesta de mitad de arista a mitad de arista opuesta, o bien, de vértice opuesto, de tal manera que haciendo girar al cristal
360* por ese eje pueden coincidir 2 posiciones iguales 3,4 o 6.
Si coinciden 2 posiciones » eje binario E ll
Si coinciden 3 posiciones » eje terciario E lll
Si coinciden 4 posiciones » eje cuaternario E lV
Si coinciden 6 posiciones » eje senarío E VI
*Ejes cristalograficas: son 3 ejes imaginarios que sirven para fijar la posición de las caras de un cristal.
Son 3 vectores que coinciden con las aristas del poliedro y que se llaman X(a), y(b), z(c).
Los cristales y su formación:
Cristal: es una porción de una materia cristalizada que de una manera natural. Presenta una forma geométrica que siempre es un poliedro.
Se forman por: solidificación, por sublimación, por saturación o evaporación, por reacciones químicas.
Métodos de investigación de la materia mineral:
La clave para saber como están colocados los iones, átomos y moléculas en una estructura cristalina hizo una radiografía que se llamo (laüegrama), en su honor una vez analizado ese Laüegrama se observó que los iones, átomos y moléculas estaban colocados en los nidos o vértices de unos poliedros que se repetían, a cada uno de esos poliedros de les llamo celda unidad y al conjunto de todos los poliedros se llamo red espacial de bravais.
En 1912 el físico alemán LAUE hizo pasar haces de rayos X a través de cuerpos cristalizados.
Laüerografia radiografica que Laüe hizo para saber la estructura de la materia mineral.
Redes espaciales y celdas unidades:
La celda unidad queda determinada por la longitud de sus aristas a,b,c y por el valor de sus ángulos: (a+b)= alfa, (b+c)=beta, (c+a)= y.
Existen 7 tipos de celda unidad simple. Por eso todos los cristales posibles, se reúnen en 7 grupos o sistemas, llamados sistemas cristalinos.
Elementos morfológicos del cristal:
Teniendo en cuenta la estructura de un cristal:
-las caras siempre son planas
-las aristas siempre son líneas
-los vértices siempre son puntos
Concepto de cristal:
Que un cristal tiene simetría, quiere decir que sus elementos morfológicos (caras,aristas y vértices) ocupan posiciones idénticas con respecto a un punto, a un eje o a un plano.
Elementos de simetría de los cristales:
Son: el centro de simetría, los ejes de simetría y los planos de simetría
-Centros de simetría es un punto interior del cristal que se divide en dos partes iguales.
-Ejes de simetría es aquella línea imaginaria que va del centro de cara a centro de cara opuesta de mitad de arista a mitad de arista opuesta o bien de vértice a vértice opuesto, de tal manera que haciendo girar al cristal 360* por ese eje pueden coincidir 2 posiciones iguales, 3,4 o 6 . Si coinciden dos posiciones se llama binario (E II), si coinciden tres ejes se llaman ternario (E III), si coinciden cuatro se llaman cuaternario (E IV), si coinciden seis se llama senarío (E VI).
Como se relacionan entre si las formas cristalinas (modificación de los cristales):
Se admiten tres clases de modificaciones:
-trunca dura: es la sustitución de una arista o de un vértice por una cara
-bisela miento: es la sustitución de una arista por una cara
-apuntamiento: es la sustitución de un vértice por tres o más caras
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Sistemas cristalinos:
Son los grupos que se hacen con todas las clases de simetrías posibles en los cristales.
Son los 7 siguientes:
–
sistema regular o cúbico
sistema regular o cúbico
-sistemas exagonal
-sistema tetragonal
Cada sistema queda determinado:
-por su tipo de celda unidad caracterizada por sus constantes cristalograficas
-por sus elementos de simetría y por sus formas llamadas:
»Heloedros: es aquel cristal que tiene todos los elementos de simetría del sistema al que
pertenece.
»Heroedro: es aquel cristal que no tiene todos los elementos de simetría del sistema al que pertenece
Sistemas cristalinos:
Sistema regular o cúbico: su celda unidad fundamental es un cubo con un nudo en cada vértice. Se caracteriza:
-por sus tres aristas iguales a==b==y==90*
-por sus tres ángulos rectos ª==B(beta)==y==90*
Sistema exagonal: su celda unidad fundamental es el prisma exagonal recto de bases centradas. Se caracteriza:
-por tener el parámetro (c) mayor que los otros: a<>
-porque los ángulos son: ª==B(beta);y=120*
Sistema tetragonal: la celda unidad es el prisma recto de base cuadrada con un nudo en cada vértice. Se caracteriza:
-por tener la arista (c)=altura, mayor que las a y b (a=/=c)
-por ser sus tres ángulos ª==B(beta)==y==90*
Asociaciones cristalinas:
Con frecuencia los cristales se encuentran agrupados, formando las siguientes asociaciones:
1) Asociaciones Irregulares de cristales – los cristales están reunidos sin ningún orden, forman:
-drusas: Reunión de cristales sobre una superficie plana o convexa
-geodas: Asociación de cristales en una cavidad. Son frecuentes en el cuarzo
-dendritas: Son agrupaciones de cristales microscópicos en forma arborescente; son típicas en la pirolusita.
2) Maclas – son asociaciones de dos o más cristales de la misma especie con un eje o un plano de simetría.
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Propiedades de los minerales relacionadas con la estructura:
1)La elasticidad- es la propiedad que tienen algunos minerales de recobrar su forma primitiva al cesar la fuerza que les deformaba
2)La dureza- es la resistencia que oponen los minerales a ser rayados. Se mide con la escala de Mohs, compuesta de 10 minerales. Estos minerales son:
-Talco – se rayan con la uña
-Yeso – se rayan con la uña
-Caliza – se rayan con la navaja
-Fluorita – se rayan con la navaja
-Apatito – se rayan con la navaja
-Diamante – se rayan + difícilmente
3)Exfoliación y fractura- la exfoliación es la propiedad que tienen algunos minerales de dejarse separar fácilmente en laminas ( mica).
Fractura: es cuando la cohesión es la misma en todas las direcciones, el mineral se rompe sin forma determinada. Entonces el fenómeno se llama fractura y la superficie de ruptura puede ser conocida (pedernal), astillosa (asbesto). Es un dato interesante para conocer los minerales. Puede ser fractura sacaroidea (azúcar)
Propiedades ópticas de los minerales:
El color resulta de las radiaciones luminosas que refleja el mineral.
El color de un mineral no depende de las radiaciones luminosas que el mineral absorva sino, de las que refleje.
El brillo es el aspecto que presenta las superficies de un mineral. Depende de muchas cosas que puede ser: GRASO ( mineral que parece que no tiene brillo)
Refrigencia
El mineral si se rompe sin forma determina > fractura (fractura es el aspecto que presentan las superficies de ruptura de un mineral). La superficie de una ruptura puede ser (coincide en la superficie quedan pequeños huecos) puede ser fractura sacavoidea (azúcar) y Arzillosa.
Refrigencia
Todos los cristales que pueden sufrir una propiedad física que se llama refracción que consiste que de un rayo que si se llama incidente salga un rayo refractado. Se dice que son refrigerantes.
Teniendo en cuenta que la refracción puede ser sencilla es decir quede un rayo incidente sale un solo rayo refractado y también puede ser doble, es decir que d eun rayo incidente salen dos rayos redactados. Según esto los cristales que sufren las refacción.
Sencilla se llama minore fragmentes y los que sufren las refacción doble se llaman birefrigentes
A su vez los cristales birefrigentes pueden ser de dos tipos: uniaxicos,bióxicas.
Los cristales que sufren las refacción doble es decir los birefrigentes pueden ser uniaxicos o biaxicos.
Los uniaxicos son aquellos cristales birefrigentes que en una sola dirección son monorefrigentes y los biaxicos son aquellos en los que en 2 únicas direcciones son monorefrigentes