4. propiedades fisicas de los minerales

ESTRUCTURA GENERAL DELCURSO DE MINERALOGIA

1. Introducción

2. Mineralogía: definición y objeto

3. Estructura de los minerales

4. Propiedades de los minerales

5. Naturaleza química de los minerales

6. Identificación de los minerales

7. Yacimientos minerales

8. Sistemática (clasificación de los minerales)

PROPIEDADES DE LOS MINERALES (Tema 04)

1. PROPIEDADES FISICA IPropiedades relacionadas con la estructura

DurezaFracturaExfoliaciónTenacidadPeso especifico

2. PROPIEDADES FISICA IIPropiedades ópticas

ColorColor de rayaBrilloÍndice de refracciónBirrefringenciaLuminiscencia

3. PROPIEDADES FISICA IIIPropiedades eléctricas

ConductividadPiroelectricidadPiezoelectricidadElectricidad por frotamiento

Propiedades magnéticasMinerales ferro magnéticosMinerales paramagnéticosMinerales diamagnéticos


1. PROPIEDADES FISICA IComo las demás sustancias, los minerales poseen propiedades físicas y químicas, cuyo estudiosupone, en muchos casos, una orientación más o menos precisa para la determinación de laespecie y, en otros, una seguridad absoluta que permite prescindir de técnicas más laboriosas ycomplicadas

Propiedades relacionadas con la estructura

Dureza, la dureza de un cuerpo es la resistencia que opone su superficie a ser rayada por otrocuerpo que posea forma punzante. Un mineral es más duro que otro si puede rayarlo, en tantoque no podrá ser rayado por él. La dureza de cada especie mineral es constante; se trata, por lotanto, de una de las pruebas más inmediatas y fáciles que se pueden realizar para intentaridentificar un mineral desconocido, Para esta identificación se recurre a la escala de Mohs, queestablece diez grados, cada uno de los cuales corresponde a la dureza de un mineral patrón:

1, Talco2, Yeso3, Calcita4, Fluorita5. Apatito6. Ortosa7, Cuarzo8. Topacio9, Corindón10, Diamante


Loso siguientes materiales también pueden ayudarnos a describir la dureza delos minerales: la dureza de la uña es algo mas que 2; la dureza de la unamoneda de cobre es algo mas que 3; la del acero de una navaja es algo mas que5; la del vidrio de la ventana es algo mas que 5.5; la del acero de una lima es de6.5. Con un poco de practica la dureza de los minerales por debajo de 5 puedense rápidamente reconocidos.


La dureza es una propiedad vectorial que depende de la composición del mineral yde su estructura, Los factores estructurales que la determinan son la densidad delempaquetamiento (mayor dureza a mayor densidad de empaquetamiento) y eltamaño de los iones (mayor dureza a menor tamaño). Según la fórmula químicaexisten diferentes tipos de enlaces y cargas de los iones: enlaces fuertes y cargasgrandes se corresponden con durezas más elevadas.

Fractura, cuando un mineral es sometido a una percusión puede responderrompiéndose, Se conoce como fractura el aspecto que ofrecen las superficiesobtenidas por la rotura, Según sus características se definen los siguientes tipos:concoidea, irregular, astillosa, ganchuda y terrosa. Muchos minerales, no obstante,producen superficies planas cuando son golpeados. En este caso se habla deexfoliación.

Exfoliación, es consecuencia de la distribución geométrica espacial de las partículasen la materia cristalina; es, por lo tanto, una propiedad que no pueden ofrecer lassustancias amorfas, Consiste en que al someter un mineral a un esfuerzo opercusión, se produce una separación en superficies planas, cuyas direccionescorresponden a las de los planos reticulares enlazados unos con otros másdébilmente.


La exfoliación es una propiedad que se aprovecha en la talla de gemas, Por ejemplo el diamante seexfolia según las caras del octaedro; cuando se inicia la talla brillante se le da un golpe seco paralograr la exfoliación o «clivaje» en las cuatro direcciones que forman las caras del octaedro, Estaoperación es muy delicada y sólo se efectúa después de estudiar el ejemplar detalladamente, fijandola pieza en un soporte y apoyándolo en una lámina de acero.

Tenacidad, Hace referencia a la resistencia que opone un cuerpo a ser roto o deformado. Es unapropiedad estrechamente relacionada con la cohesión entre los elementos que forman la redcristalina del mineral. Existen diversos términos que permiten precisar las características de latenacidad:

Frágil: Se aplica a los minerales que se rompen con una percusión poco intensa; por ejemplo elcuarzo.

Dúctil: Indica que se puede estirar en hilos; por ejemplo el cobre, la plata y el oro nativos.

Maleable: Se dice de los minerales que pueden extenderse en láminas. Presentan maleabilidadalgunos metales nativos. Es conocida la aplicación que se ha dado a la maleabilidad del cobre paraconstruir diversos objetos .

Elástico: Minerales, como la mica, que pueden flexionarse y que recuperan su forma inicial cuandocesa la fuerza.

Plástico: Algunos minerales, cuando son sometidos a esfuerzos adecuados, se deformanpermanentemente. Esta propiedad la presenta, entre otros, el yeso.

Séctil: Que puede cortarse con un cuchillo, extrayendo delgadas virutas. El yeso también posee estapropiedad.


Peso específico, el peso especifico de un cuerpo es el peso de la unidad de volumen de dichasustancia. En los minerales depende de la naturaleza de los átomos que los constituyen y de ladensidad del retículo cristalino que forman. Lo segundo explica que minerales con la mismafórmula química posean diferentes pesos específicos; por ejemplo, el peso específico de lacalcita es superior al del aragonito y, químicamente, ambos son carbonato cálcico.

2. PROPIEDADES FISICA IPropiedades Ópticas

Color, Es la primera propiedad que percibimos en cualquier mineral. Alguno minerales poseencolor propio y, en este caso, a excepción de que sea muy tenue, se mantiene constante en todoslos ejemplares; son los llamados minerales idiocromáticos, y en ellos el color tiene granimportancia para el diagnóstico. Pueden citarse como ejemplos el cinabrio y la azurita. Sinembargo la mayoría de las especies minerales por sí mismas son incoloras, y la coloración,cuando la presentan, se debe a diversas causas, por ejemplo la presencia de sustancias que seencuentran en la red cristalina como contaminantes.

En este caso el color del ejemplar depende de la naturaleza de dichas sustancias. Estos mineralesse denominan alocromáticos, y su color tiene poco valor para la identificación. Un ejemplo demineral altamente alocromático es la fluorita, que puede aparecer en una gama amplia decoloraciones.

Siempre que se observe el color de un mineral deberá poseerse la seguridad de que su superficieno se halla alterada, por lo cual es recomendable apreciarlo sobre una fractura reciente.


Color de la raya, los ejemplares de especies alocromáticas presentan, no obstante, elmismo color cuando son pulverizados. Más fácil que pulverizar un trozo del mineralresulta practicar sobre su superficie una raya con un objeto de mayor dureza -la raya esen realidad un pequeño surco lleno de polvo del mineral- o, mejor aun, frotar lamuestra sobre un trozo de porcelana porosa y blanca.

Brillo, depende del porcentaje de luz que refleja la superficie del mineral y de lascaracterísticas de esta reflexión. Es evidente, pues, que la textura de la superficie tienegran influencia sobre el tipo de brillo.

Se denomina brillo metálico al que recuerda el de los metales; todos los minerales queposeen brillo metálico son oscuros. Este brillo es frecuente en los metales nativos y enmuchos sulfuroso Como la calidad del brillo metálico puede tener diversos grados, aveces se denomina submetálico al que está a medio camino entre el metálico y el nometálico.

Entre los brillos no metálicos se distinguen: vítreo, nacarado, resinoso, sedoso, graso,adamantino, etc. La descripción de cada uno de ellos es innecesaria.


Índice de refracción, cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro, varía suvelocidad y su dirección; ésta es la causa de algunos efectos conocidos de la vidacotidiana, como por ejemplo que el fondo de un estanque nos parezca más próximode lo que en realidad está. La refracción depende del ángulo con que la luz incidesobre el nuevo medio y de la diferencia de densidades entre los dos medios.

Birrefringencia, Las sustancias amorfas y los minerales que cristalizan en el sistemacúbico tienen un solo índice de refracción, es decir, la luz se propaga por su interior ala misma velocidad en cualquier dirección; pero en los minerales que cristalizan en losrestantes sistemas, los rayos de luz que penetran se desdoblan en dos, que sepropagan en direcciones y a velocidades diferentes. Uno de estos rayos, el ordinario,sigue las leyes de la refracción, y el otro, llamado extraordinario. El ángulo queforman estos dos rayos, y lógicamente la diferencia entre sus velocidades, dependedel ángulo que forma el rayo incidente con la superficie del mineral. La máxima

diferencia entre estas dos velocidades recibe el nombre de birrefringencia.


Luminiscencia, es la emisión de luz por causas distintas de la incandescencia. Algunosminerales son excitados cuando reciben luz u otras radiaciones próximas (principalmenteultra violetas) y devuelven la energía recibida en forma de luz visible (shelita).

Los fenómenos de luminiscencia se pueden clasificar en dos grupos: fosforescencia, si laemisión de luz continúa después de cesar la excitación; y fluorescencia, si sólo se producemientras dura la excitación. La luminiscencia se manifiesta en general con poca intensidad y,en muchos casos, está relacionada no sólo con la especie mineral, sino también con elyacimiento de que procede: pueden poseer luminiscencia ejemplares de un yacimiento ycarecer de ella otros, de la misma especie, que provienen de otra localidad.

3. PROPIEDADES FISICA IIIPropiedades Eléctricas

Conductividad, la conductividad eléctrica depende del tipo de enlace. Conducen muy bien laelectricidad los metales nativos; otros minerales, con enlace parcialmente metálico, como lossulfuros, la conducen con dificultad y, un tercer grupo, el más amplio, está formado por losminerales no conductores.

La conductividad es en muchos minerales una propiedad vectorial, es decir, ofrece valoresdistintos en diferentes direcciones. Además de la conductividad existen otras propiedadesrelacionadas con el comportamiento eléctrico de los minerales:


Piroelectricidad, algunos cristales desprovistos de centro de simetría se carganeléctricamente cuando son calentados (turmalina), diferenciándose un polo positivo yotro negativo. Cuando se somete el cristal a un enfriamiento los polos se invierten.

Piezoelectricidad, cuando un cristal piezoeléctrico sufre una compresión se separancargas eléctricas de signo contrario, que se sitúan en polos opuestos. Si se somete elcristal a un estiramiento, los polos cambian de signo. Lógicamente, para que lapiezoelectricidad pueda manifestarse, el mineral tiene que ser aislante, puesto que encaso contrario las cargas se redistribuirían, anulándose.

También se produce el efecto contrario: si se aplica una corriente alterna a una láminade cuarzo cortada con una orientación conveniente respecto al cristal, ésta vibra conoscilaciones de notable constancia, Esto permite que la piezoelectricidad del cuarzo seaplique al control de relojes de precisión.

Electricidad por frotamiento, No es una propiedad extendida; sin embargo esinteresante recordar que fue en un mineral, el ámbar, que se electriza por frotamiento,donde se descubrió, hace miles de años, la electricidad.


Propiedades Magnéticas

Igual que la electricidad, el magnetismo fue descubierto en un mineral. la magnetita, Noobstante, son pocos los minerales cuyo magnetismo se puede apreciar acercándoles unimán de mano; es mayor el número de los que responden a la atracción de un potentecampo magnético.

Minerales ferro magnéticos, son fuertemente atraídos por los campos magnéticos. Losmás conocidos son la magnetita, la ilmenita y la pirrotina. Algunos ejemplares demagnetita presentan magnetismo polar (es decir, atraen al hierro); la pirrotina tambiénpuede poseer esta propiedad, pero con menor intensidad.

Minerales paramagnéticos: Los polos de los imanes los atraen débilmente. Sonparamagnéticos el rutilo, el berilo, y diversos minerales que contienen hierro.

Minerales diamagnéticos: El imán los repele débilmente. Presentan diamagnetismo elazufre, la titanita, el cobre y la plata nativos, etc.

La distinta susceptibilidad magnética de los minerales tiene aplicación en la industria yen el laboratorio para lograr la separación de mezclas. Además, el magnetismo seaprovecha en la prospección de algunos minerales, fundamentalmente de magnetita

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