1. Minerales

Fuente de animaciones "estado de la materia" bajo licencia de Creative Commons, autor: Manuel Merlo

 

Los cuerpos sólidos, al igual que los líquidos y gases, están formados por átomos y moléculas.

Estas moléculas pueden distribuirse dentro del sólido de forma ordenada o desordenada. Al primer caso se le denomina sólido cristalino o cristal, y al segundo sólido amorfo.

 

 

La mayor parte de los sólidos que forman la Tierra son de tipo cristalino. A los sólidos cristalinos de origen natural se les denomina minerales, por tanto, la Tierra está compuesta en su mayor parte por minerales.

Cada especie mineral presenta una composición características, así el mineral halita está formado por NaCl y la silvina por KCl. Ambos, aunque presentan características comunes, corresponden con especies minerales distintas (en la imagen inferior puedes ver su estructura cristalina: átomos de Cl en color verde y de Na-K en morado; Na para halita y K para silvina).

 

Imágenes bajo licencia de Creative Commons. Halita, autor: Rob Lavinsky; Silvina, autor: Aka ;Estructura.


Un cristal de una composición determinada puede ordenar sus átomos de distinta forma, dando lugar a distintas estructuras (entendiendo por estructura la distribución en el espacio de sus átomos o moléculas). Un ejemplo lo tenemos en los cristales de C, los cuales pueden ordenar sus átomos de forma compacta y siguiendo una geometría cúbica (formando cubos), o bien, de forma más espaciada y siguiendo una geometría hexagonal (formando prismas hexagonales). El resultado son dos cristales de la misma composición pero con propiedades totalmente diferentes. De hecho, el primer caso corresponde con el mineral diamante y el segundo con el mineral grafito. Esta propiedad (que una misma composición pueda presentarse con distintas estructuras) se denomina polimorfismo.

 

Imágenes bajo licencia de Creative Commons.Diamante, autor: Rob Lavinsky; Grafito; Estructura grafito, autor: Anton;
Estructura de diamante (imagen inferior)

Por tanto, a la hora de definir un mineral no sólo basta con dar su composición. Si decimos que la composición de nuestro mineral es C, no sabemos si se trata de un Diamante o de un Grafito, es necesario saber también su estructura.

 

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Un mineral es un sólido cristalino de origen natural definido por una composición y una estructura determinada.

Para definir la composición de un mineral utilizamos un lenguaje específico: La formulación química. Por ejemplo, el cuarzo es de composición SiO2, la Sal gema NaCl, etc.. De igual forma para definir la estructura debemos utilizar también un lenguaje específico: el "lenguaje" cristalográfico".


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En la investigación inicial has podido comprobar que de un mismo líquido podemos obtener un sólido cristalino o uno amorfo dependiendo de la velocidad de enfriamiento. ¿Cómo y por qué crees que está influye en el resultado final?

 

La Cristalografía (ciencia que estudia las estructuras cristalinas) ha ordenado todas las estructuras cristalográficas en 7 grandes grupos, denominados Sistemas cristalinos, de tal forma, que cualquier estructura mineral debe pertenecer a uno de estos 7 sistemas. A la hora de definir el mineral debemos decir su composición y el sistema cristalográfico al que pertenece. Por ejemplo, el diamante pertenece al sistema cúbico y el grafito al hexagonal.

Los 7 sistemas cristalinos son: Cúbico, Hexagonal, Tetragonal, Trigonal, Rómbico, Monoclínico y Triclínico.

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Cristales líquidos

Un cristal líquido es un tipo especial de estado de la materia mixto entre sólido y líquido. Su apariencia es líquida pero la movilidad de sus moléculas es limitada, se organizan siguiendo cierto orden. Presentan características peculiares que lo hacen interesantes desde el punto de vista técnico (caso de pantallas de cristal líquido).

 

Pantalla de cristal líquido. Imagen bajo licencia de

 


La mayor parte de los sólidos naturales que forman la corteza terrestre son cristalinos. No obstante, también podemos encontrar sólidos amorfos naturales. En estos casos se utiliza el término mineraloide para designarlos (parecidos a minerales) . Ejemplo de mineraloides son el ópalo o líquidos como el petróleo y los gases naturales.

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El ambar es un mineraloide originado a partir de resina vegetal fosilizada proveniente de coníferas de hace millones de años. Es una sustancia dura, liviana y quebradiza cuya composición varía dependiendo del árbol del que proviene. En ocasiones, aparecen en su interior burbujas de aire, gotas de agua, partículas de polvo o pequeños seres vivos como insectos. Estas inclusiones proporcionan una gran cantidad de información a los científicos sobre cómo era la vida hace millones de años.

Fuente ISFTIC bajo licencia Creative Commons

Recientemente, se ha encontrado en El Soplao (Cantabria) el mayor yacimiento europeo de ámbar con ejemplares que poseen bioinclusiones del Cretácico (hace 110 millones de años).