¿Qué son los minerales? ¿Cuál es la diferencia entre minerales y rocas?

¿Qué son los minerales?

Los minerales son sustancias sólidas que están presentes en la naturaleza y que pueden estar formadas por uno o más elementos combinados entre sí (compuestos químicos).
El oro, la plata y el carbono son elementos que forman minerales por sí solos.

Se llaman elementos nativos. En cambio, la sal de cocina común es un compuesto químico llamado sal de roca, que es un mineral formado por iones de sodio y cloro.minerales

Los átomos, iones y moléculas que forman un mineral están presentes en el espacio de forma ordenada y de acuerdo con formas geométricas bien definidas, que se denominan celosías cristalinas.

La estructura del entramado cristalino define la forma del cristal tal y como lo vemos. Por ejemplo, la sal de roca o sal de cocina es un mineral formado por cristales cúbicos. Su red cristalina tiene la misma forma y consiste en iones de sodio y cloro que están presentes en el espacio en orden alterno.

El orden de los átomos en el espacio y la forma en que se combinan entre sí determinan la forma en que un mineral puede laminarse o exfoliar. La laminación es la propiedad que tienen algunos materiales de romperse según su forma geométrica. Su composición química también determina el color del cristal, como el amarillo para el topacio, el rojo para el rubí y el púrpura para el cuarzo amatista. Otra característica de los minerales es su dureza, que es su resistencia a los arañazos. La dureza se clasifica por números (del 1 al 10), según la escala de Moh.

Al principio de la escala hay minerales muy blandos que se pueden rayar con una uña, como el talco, la tiza y la calcita. Al final de la escala está el diamante, que es el mineral más duro de la naturaleza. Todos los últimos puestos han encontrado el diamante que es el mineral más duro que existe en la naturaleza.

¿Cómo se hacen los minerales?

Los minerales se producen como producto de procesos geológicos. Algunos pueden formarse como una concentración sólida durante la evaporación en agua rica en minerales. Esta es una forma de declaración.

Otros minerales se forman cuando un flujo de lava se enfría y endurece. La mayoría se forman bajo presión extrema y altas temperaturas.

Un yacimiento mineral es una gran concentración de un mineral que se encuentra en una zona. Si es valioso para los humanos, llamamos al depósito un mineral. Además, los yacimientos minerales a menudo contienen más de un mineral.

¿De qué están hechos los minerales?

La composición química determina cuál será el mineral final. La composición química del mineral es igual a los elementos que contiene. Un mineral sólo puede contener un elemento, como el oro o el hierro.

Sin embargo, otros minerales contienen muchos elementos diferentes que se han agrupado. El latón, por ejemplo, es un mineral hecho de cobre y zinc.

Cuando los diferentes elementos se agrupan, sus moléculas forman estructuras cristalinas específicas. Estos cristales forman patrones de replicación. Los patrones cristalinos son los que le dan a un mineral una forma, dureza, color y brillo específicos.

¿Por qué son importantes los patrones de cristal?

La estructura cristalina de un mineral es importante. No sólo proporciona la forma de un mineral, sino que también define su dureza. Para mostrar la importancia de la estructura cristalina, considere el grafito y los diamantes.

El grafito es un mineral suave. El diamante es el mineral más duro que conocemos. Pero tanto el grafito como los diamantes provienen del elemento carbono. Es la estructura de los cristales de carbono la que hace que los dos minerales sean tan diferentes.

¿Cómo clasificamos los minerales?
Para que los geólogos clasifiquen una sustancia como mineral, debe cumplir cinco requisitos:

Debe ocurrir naturalmente. Esto significa que los humanos no pueden producir minerales.
Debe ser inorgánico. Un organismo no puede hacerlos.
Debe ser sólido. Esto significa que no puede ser un líquido o un gas.
Tiene una composición química definida. Todos los minerales de una clasificación específica contienen la misma combinación de elementos.
Debe tener una estructura interna ordenada. Esto significa que tiene un patrón repetitivo de cristales.
Si una sustancia no cumple con los cinco requisitos, entonces no la consideramos un mineral.

¿Cuál es la diferencia entre minerales y rocas?
Un mineral no es simplemente una roca.

Una roca es un agregado (o combinación) de uno o más minerales. Hay muchos tipos diferentes de rocas incluyendo ígneas, sedimentarias y metamórficas. El tipo de roca depende del proceso geológico necesario para combinar los minerales.

¿Cómo utilizamos los minerales?
Hay cerca de 4.000 minerales conocidos por la humanidad. ¿Pero sabes lo que hacen?
La mayoría de las personas no se dan cuenta de que usan minerales todos los días. La persona promedio en los EE.UU. usará o consumirá alrededor de 40,000 libras de minerales cada año.
Entonces, ¿dónde están estos minerales y cómo los usamos?
Los minerales existen en artículos que la gente usa todos los días. Los jabones y champús pueden contener minerales como selenio o cloruro de sodio. Los cables eléctricos utilizados en la construcción son de cobre o aluminio. Las computadoras contienen algunos como sílice, níquel y hierro.

Los minerales también están en los alimentos que la gente come. Algunos de los alimentos más comunes que la gente obtiene de los alimentos son el calcio, el magnesio y el potasio.

La Palabra “Mineral”
La palabra “mineral” se utiliza de muchas maneras diferentes. La definición dada anteriormente es una definición formal preferida por los geólogos.

La palabra también tiene un significado nutricional. Se utiliza en referencia a las muchas sustancias químicas inorgánicas que los organismos necesitan para crecer, reparar tejidos, metabolizar y llevar a cabo otros procesos corporales. Los nutrientes minerales para el cuerpo humano incluyen: hierro, calcio, cobre, azufre, fósforo, magnesio y muchos otros.

Un uso arcaico de la palabra “mineral” proviene de la taxonomía linnea en la que todas las cosas pueden ser asignadas a los reinos animal, vegetal y mineral.

La palabra “mineral” también se usa inconsistentemente en geología. En la minería, todo lo que se obtiene de la tierra y es utilizado por el hombre se considera una “mercancía mineral” o un “material mineral”. Estos incluyen: piedra triturada, que es un producto fabricado a partir de rocas trituradas; cal, que es un producto fabricado a partir de piedra caliza o mármol (ambos compuestos de calcita mineral); carbón, que es orgánico; petróleo y gas, que son fluidos orgánicos; rocas, como el granito, que son mezclas de minerales; y rocas, como la obsidiana, que no tienen una composición definida y una estructura interna ordenada.

Productos minerales en la industria

La industria de la construcción es el mayor consumidor de materias primas minerales. La piedra triturada se utiliza para los cimientos, la base de la carretera, el hormigón y el drenaje. La arena y la grava se utilizan en hormigón y cimentaciones. Las arcillas se usan para hacer cemento, ladrillos y azulejos. El mineral de hierro se utiliza para fabricar varillas de refuerzo, vigas de acero, clavos y alambre. El yeso se utiliza para hacer paneles de yeso. La piedra dimensional se utiliza para revestimientos, bordillos, pisos, peldaños de escaleras y otros trabajos arquitectónicos. Estos son sólo algunos de los muchos usos de estos productos en la construcción.

En la agricultura, la roca de fosfato y la potasa se utilizan para hacer fertilizantes. La cal se utiliza como un tratamiento de neutralización de ácidos en el suelo. Los nutrientes minerales se añaden a la alimentación animal.

La industria química utiliza grandes cantidades de sal, cal y ceniza de sosa. En la fabricación se utilizan grandes cantidades de metales, arcilla y cargas/extensores minerales.

Propiedades físicas de los minerales
Hay aproximadamente 4000 minerales diferentes, y cada uno de ellos tiene un conjunto único de propiedades físicas. Estos incluyen: color, veta, dureza, lustre, diafanidad, gravedad específica, hendidura, fractura, magnetismo, solubilidad y muchos más. Estas propiedades físicas son útiles para identificar los minerales. Sin embargo, son mucho más importantes para determinar los usos industriales potenciales del mineral. Veamos algunos ejemplos.

El talco mineral, cuando se muele en polvo, es perfectamente adecuado para su uso como polvo para pies. Es un polvo suave y resbaladizo por lo que no causará abrasión. Tiene la capacidad de absorber humedad, aceites y olores. Se adhiere a la piel y produce un efecto astringente, pero se elimina fácilmente. Ningún otro mineral tiene un conjunto de propiedades físicas que sean tan adecuadas para este propósito.

El mineral halita, cuando es triturado en pequeños granos, es perfectamente adecuado para dar sabor a los alimentos. Tiene un sabor salado que la mayoría de la gente encuentra agradable. Se disuelve rápida y fácilmente, permitiendo que su sabor se extienda a través de los alimentos. Es suave, por lo que si no se disuelve no dañará sus dientes. Ningún otro mineral tiene propiedades físicas que se adapten mejor a este uso.

El oro mineral es perfectamente adecuado para su uso en joyería. Puede ser fácilmente transformado en un artículo de joyería personalizado por un artesano. Tiene un agradable color amarillo que la mayoría de la gente disfruta. Tiene un brillo brillante que no se empaña. Su alta gravedad específica le da un agradable “peso” que es preferido por la mayoría de la gente sobre los metales más ligeros. Otros metales pueden ser usados para hacer joyas, pero estas propiedades hacen del oro un favorito abrumador.

Importancia de las propiedades físicas
Las características principales de un mineral que determinan sus propiedades físicas son su composición y la fuerza de los enlaces en su estructura interna ordenada. Aquí hay algunos ejemplos:

Galena, un sulfuro de plomo, tiene una gravedad específica mucho mayor que la bauxita, un hidróxido de aluminio. Esta diferencia se debe a su composición. El plomo es mucho más pesado que el aluminio.

El diamante y el grafito son de carbono puro. El diamante es el mineral natural más duro, y el grafito es uno de los más suaves. Esta diferencia ocurre debido a los tipos de enlaces que conectan los átomos de carbono en sus estructuras minerales. Cada átomo de carbono en diamante está unido a otros cuatro átomos de carbono con fuertes enlaces covalentes. El grafito tiene una estructura de láminas en la que los átomos dentro de las láminas se unen entre sí con fuertes enlaces covalentes, pero los enlaces entre las láminas son enlaces eléctricos débiles. Cuando el grafito se raya, los enlaces débiles fallan fácilmente, convirtiéndolo en un mineral suave.

Las piedras preciosas rubí y zafiro son variaciones de color del mineral corindón. Estas diferencias de color son causadas por la composición. Cuando el corindón contiene trazas de cromo, presenta el color rojo de un rubí. Sin embargo, cuando contiene trazas de hierro o titanio, exhibe el color azul del zafiro. Si, en el momento de la cristalización, hay suficiente titanio para formar pequeños cristales del rutilo mineral, puede formarse una estrella de zafiro. Esto ocurre cuando pequeños cristales de rutilo se alinean sistemáticamente dentro de la estructura cristalina del corindón para darle un brillo sedoso que podría producir una “estrella” que se alinea con el eje cristalino primario.

Minerales no naturales
Hasta la década de 1990, los mineralogistas podían proponer nombres para los compuestos químicos que se formaban durante la descomposición de sustancias artificiales….cosas que se encontraban en lugares como fosas de lodos industriales y coches oxidados. Esa laguna está ahora cerrada, pero hay minerales en los libros que no son verdaderamente naturales.

Minerales blandos
Tradicional y oficialmente, el mercurio nativo es considerado un mineral, aunque el metal es líquido a temperatura ambiente. A unos -40 C, sin embargo, se solidifica y forma cristales como otros metales. Así que hay partes de la Antártida donde el mercurio es indiscutiblemente un mineral.

Para un ejemplo menos extremo, considere el mineral ikaite, un carbonato de calcio hidratado que se forma sólo en agua fría. Se degrada en calcita y agua por encima de 8 C. Es importante en las regiones polares, el fondo del océano y otros lugares fríos, pero no se puede llevar al laboratorio excepto en un congelador.

El hielo es un mineral, aunque no esté listado en la guía de minerales. Cuando el hielo se acumula en cuerpos suficientemente grandes, fluye en su estado sólido, eso es lo que son los glaciares. Y la sal (halita) se comporta de manera similar, elevándose bajo tierra en amplias cúpulas y a veces derramándose en los glaciares de sal. De hecho, todos los minerales, y las rocas de las que forman parte, se deforman lentamente con suficiente calor y presión. Eso es lo que hace posible la tectónica de placas. Así que en cierto sentido, ningún mineral es realmente sólido, excepto los diamantes.

Otros minerales que no son muy sólidos son más bien flexibles. Los minerales de mica son el ejemplo más conocido, pero la molibdenita es otro. Sus escamas metálicas pueden ser arrugadas como papel de aluminio. El asbesto mineral crisotilo es lo suficientemente fibroso como para tejer en tela.

Minerales Orgánicos
La regla de que los minerales deben ser inorgánicos puede ser la más estricta. Las sustancias que componen el carbón, por ejemplo, son diferentes tipos de compuestos de hidrocarburos derivados de las paredes celulares, la madera, el polen, etc. Estos son llamados macerales en lugar de minerales (para más información, vea Carbón en una cáscara de nuez). Si el carbón se exprime con la fuerza suficiente durante el tiempo suficiente, el carbono se deshace de todos los demás elementos y se convierte en grafito. Aunque es de origen orgánico, el grafito es un verdadero mineral con átomos de carbono dispuestos en láminas. Los diamantes, de manera similar, son átomos de carbono dispuestos en un marco rígido. Después de unos cuatro mil millones de años de vida en la Tierra, es seguro decir que todos los diamantes y grafitos del mundo son de origen orgánico, aunque no lo sean en sentido estricto.

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