Cristales
Los compuestos
homogéneos se ordena repetidamente en el espacio
La ordenación regular se llama cristal. Si no
hay ordenación compuesto amorfo (raro)
Las posibles repeticiones
en el espacio son pocas.
Teniendo en cuenta ángulos y lados existen 14 posibilidades
llamadas redes de Bravais que se pueden incluir
en 7 sistemas cristalinos.
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Sistema
Lados
Ángulos
Simetría |
Primitiva |
Centrada
en cuerpo |
Centrada
en cara |
Centrada
en base |
Cúbico
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| a
= b = c
a = ß = ? = 90º
C . 3 A4 . 4 A3 |
Tetragonal
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| a
= b / c
a = ß = ? = 90º
C . 1 A4 . 4 A2 |
Rómbico
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| a
/ b / c
a = ß = ? = 90º
C . 3 A2 |
Romboédrico
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| a
= b = c
a = ß = ? / 90º
C . 1 A3 |
Hexagonal
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| a
= b / c
a = ß = 90 ? = 60º o 120º
C . 1 A6 . 6 A2 |
Monoclínoco
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| a
/ b / c
a = ? = 90º / ß
C . 1 A2 |
| Triclínico
|
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| a
/ b / c
a / ß / ? / 90º
C |
Los nodos
de las estructuras representadas anteriormente pueden estar ocupados
por iones, grupos iónicos, átomos o moléculas.
Estas estructuras repetidas tienen efectos macroscópicos:
simetrías
Los elementos
de simetría se denominan:
- Centro
- Planos
- Ejes (binario, ternario, cuaternario o senario)
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El número
de coordinación de un átomo en un compuesto químico
es el número de átomos unidos directamente a él.
La coordinación
depende de los elementos de un cristal y los tipos de enlace
En enlaces covalentes
depende de la dirección del enlace
En enlaces iónicos y metálicos depende del tamaño
relativo de lo elementos
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Edificios
iónicos
Constituidos
por átomos cargados .
Aniones se rodean de cationes .
Cada
ión tiende a rodearse (coordinar) del máximo número
posible de iones, átomos o grupos iónicos de otro
signo.
Existen limitaciones por cargas.
Puede haber cationes y aniones de carga diferente
Existen
limitaciones por el tamaño de los iones
El máximo empaquetamiento es diferente para distintas relaciones
de radios.
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Número
de coordinación: nº de aniones (-) equidistantes
de un catión (+)
| Coordinación |
Relación
Radios |
Estructura
espacial |
Ejemplos |
| 12
|
1 |
Cúbico
compacto
Hexagonal compacto |
Máxima
coordinación |
| 8 |
1
- 0.732 |
Cúbica |
En Ca F2 NC Ca= 8 NC F = 4 |
| 6 |
0.732
- 0.414 |
Octaédrica |
En
Na Cl NC Na=6 NC Cl = 6 |
| 4 |
0.414
- 0.225 |
Tetraédrica |
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| Son
frecuentes en minerales: Halogenuros, óxidos, sulfuros... |
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| Elementos
electropositivos rodeados de electrones
Lo
presentan algunos elementos nativos como Oro, Plata y algunos
arseniuros
Pueden
tener máximo empaquetamiento. Coordinación 12
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Enlaces fuertes
con orientaciones concretas en el espacio
La orientación
depende del enlace.
Son frecuentes
en minerales. Diamante, Grafito, Cuarzo
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En los nodos
de la red se sitúan molécula tienen entre si enlaces
débiles
El azufre y compuestos
orgánicos forman estas estructuras.
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Tienen parte
covalente determinada por las direcciones de los enlaces y parte iónica
determinada por tamaño de los iones
Son frecuentes
en minerales: Silicatos, Sulfatos, Nitratos, Carbonatos, Fosfatos...
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Soluciones sólidas:
Isomorfismo
Consisten en
cristales que presentan la misma estructura espacial con cambios en
composición.
Pueden cambiar elementos de radios semejante con 15-30% de diferencia.
Se denominan
disoluciones sólidas porque los elementos que se intercambian
en el cristal lo hacen de manera semejante a una disolución.
Son más
probables cuanto más semejante sea el radio iónico y
mayor sea la temperatura a la que se formaron los cristales.
A una temperatura crítica de formación se segregan (separan)
| Algunos
iones que se intercambian en soluciones sólidas |
Ión
Radio iónico (A) |
Ni
++
0.69 |
Fe
+++
0.64 |
Mg
++
0.66 |
Cr
+++
0.63 |
Fe
++
0.74 |
Zn
++
0.74 |
Mn
++
0.80 |
Cu
++
0.72 |
Ca++
0.99 |
Na+
0.97 |
|
|
Cl
-
1.81 |
Br
-
1.96 |
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|
S--
1.74 |
Se--
1.91 |
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Si++++
0.39 |
Al+++
0.51 |
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Serie del Olivino
. ((Mg/Fe)2 SiO4).
Cambio de Fe++ por Mg++
Forsterita (Mg2SiO4) y Fayalita (Fe2SiO4)
Serie Plagioclasas.
Silicatos aluminicos. Cambia Al por Si y Ca por Al
Albita NaSi3AlO8 Anortita
CaSi2Al2O8
.
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Propiedades de
los cristales
|
Forma
externa
Los cristales macroscópicos
deben su forma a las repeticiones de la celdilla elemantal.
En ocasiones el
cristal puede tener la forma semejante a la celdilla pero no es siempre
así.
La forma del cristal
real depende de:
- Forma de la celdilla unidad
- Tipo de compuesto
- Medio de crecimiento: Temperatura, presión, disolvente, movimiento,
etc.
Los cristales reales
dejan pruebas de su celdilla unidad en ángulos ente las caras
y elementos de simetría.
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| Densidad
Relación
ente masa y volumen
Depende de la masa
de los elementos y de la red
Mayor densidad
a mayor peso molecular . Masa del núcleo crece más deprisa
que volumen de electrones
Mayor volumen en extremos supderior e inferior de la tabla periódica
Depende del tipo
de red.
Hay redes más compactas y otras que dejan huecos
Las densidades
más habituales de los minerales de la corteza terrestre entre
2 g/cm3 y 9 g/cm3
| Mineral |
Densidad
g/cm3 |
|
| Diamante |
3.50 |
|
| Aragonito |
2.95 |
|
| Calcita |
2.72 |
|
| Halita
(Na Cl) |
2.17 |
|
| Grafito |
2.20 |
|
| Silvina
(K Cl) |
1.98 |
|
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Dureza
Resistencia a ser
rayado. Medida de la coherencia entre elementos que forman el cristal
Puede ser diferente
en distintas caras
Depende de:
- Empaquetamiento.
Más denso mayor dureza
- Tipo de enlace.
Van der Waals más débil. Iónico y metálico
intermedio, Covalente más dureza
- Tipo de red
Puede medirtse
en diferentes unidades
Se utiliza mucho la escala de Mohs que asigna valores de dureza a minerales
frecuentes
| Dureza |
Mineral |
|
| 1 |
Talco |
| 2 |
Yeso |
| 3 |
Calcita |
| 4 |
Fluorita |
| 5 |
Apatito |
| 6 |
Feldespato |
| 7 |
Cuarzo |
| 8 |
Topacio |
| 9 |
Corindón |
| 10 |
Diamante |
|
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Tenacidad
Depende de la adaptaciónn
de la estructura a las deformaciones
Resistencia a ser
roto o molido.
Si presenta resistencia
es Tenaz en caso opuesto es Frágil
Si se pueden estirar en forma de hilo se dice que es Dúctil,
en forma de láminas Maleable
Elasticidad y Plasticidad
Comportamiento
ante los esfuerzo que lo deforman.
Si recupera la forma se habla de Elástico
Si queda deformado es Plástico
Si se rompe es Rígido
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Exfoliación
y fractura
Modo de rotura
de un mineral
Suelen ser zonas
más sensibles a la exfoliación las paralelas a las caras.
Se habla de perfección
de la exfoliación según la facilidad y calidad de los
nuevos planos formados
Desde las
que deja superficies planas semejaentes a la celda unidad (Ej Galena
o Halita) a las que no tiene nada que ver (Ejemplo Pirita o Cuiarzo)
Se llama exfoliación
a roturas planas
Se llama fractura
a roturas no planas. Pueden ser:
- Concoidea -
Superficie lisa pero curva . Semejante a una concha . (Ej Cuarzo)
- Fibrosa o astillosa
- Ganchuda - Con filos pronunciados
- Desigual o Irregular -
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Conductividad
térmica
Facilidad en el
transporte de calor
Más los metálicos, menos las moléculas
|
Conductividad
eléctrica
Resistencia al
paso de la electricidad
Más los metálicos. Resto poco
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Magnetismo
La configuración
de algunos nucleos atómicos produce en algunos minerales que
los contienen propiedades magnéticas
Las más
importantes son determinadas configuraciones de Hierro Cobalto y Níquel
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Propiedades
ópticas
Color
Longitudes de
onda absorbida y reflejadas
Depende de elemento , tipo de enlace e imperfecciones en la red
Determinados elementos colorean todo un cristal. Incluso a muy bajas
concentraciones >0.001%
Ti V Cr Mn Fe Co NI Cu
Se aprecia mejor en la raya
La mayoría de los minerales incoloros y su raya blanca
Se llaman minerales
Idiocromáticos a los que siempre presentan igual
color. Poco sensibles a impurezas.
Se llaman minerales alocromáticos
a los que presentan colores variables. Sensibles a impurezas.
Índice
de refracción y brillo
IR . Relación
entre los ángulos de incidencia y refracción de la luz
Brillo depende del IR y de la superficie
IR muy alto todo se refleja: brillo metálico
IR altoSemimetálico o adamantino
IR medioVítreo
IR bajoGraso
Fibras finasSedoso
Superficies planas de exfoliación: Nacarado
Diafanidad
Comportamiento
ante el paso de la luz
Opacos
Transparentes
Translúcidos
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