UNIDAD 1: LA MATERIA CRISTALINA

CONCEPTOS

MATERIA CRISTALINA: Aquella cuyas partículas están perfectamente ordenadas en el espacio, ocupando posiciones fijas y a distancias regulares unas de otras, formando redes definidas.

MATERIA AMORFA: Cuando la sustancia sólida no muestra esa estructura ordenada. CRISTAL: Fragmento de materia cristalina con formas poliédricas externas.

MINERAL: Sustancia natural, sólida e inorgánica, con una composición química definida y sus átomos ordenados en las tres dimensiones del espacio (cristalizados). ROCA: Agregado natural de minerales (uno o varios). Por ejemplo, el granito es una roca formada por tres minerales: cuarzo, feldespato y mica. La roca es heterogénea y el mineral, homogéneo.

MINERAL Y ROCA

PROPIEDADES DE LA MATERIA CRISTALINA PROPIEDADES DE LA MATERIA CRISTALINA

PERIODICIDAD

HOMOGENEIDAD

ANISOTROPÍA

SIMETRÍA

PERIODICIDAD Las posiciones de las partículas en la red cristalina se repiten periódicamente a distancias regulares.

HOMOGENEIDAD La materia cristalina es igual en todas sus partes.

SIMETRÍA Consecuencia de su naturaleza periódica.

ANISOTROPÍA Muchas veces las propiedades de la materia cristalina no dependen de la dirección en que se midan  ISOTROPÍA

Cuando las propiedades dependen de la dirección en que se miden ANISOTROPÍA

ESTRUCTURA DE LA MATERIA CRISTALINA Los átomos que forman la materia cristalina se ordenan en las tres dimensiones del espacio.

FILA RETICULAR

PLANO RETICULAR

RED RETICULAR

CRISTALOGRAFÍA Es la ciencia que se dedica al estudio y resolución de estructuras cristalinas. La mayoría de los minerales adoptan formas cristalinas cuando se forman en condiciones favorables. La cristalografía es el estudio del crecimiento, la forma y la geometría de estos cristales.

ESTRUCTURA DE LOS SISTEMAS CRISTALOGRÁFICOS Para determinar completamente la estructura cristalina elemental de un sólido, además de definir la forma geométrica de la red, es necesario establecer las posiciones en la celda de los átomos o moléculas que forman el sólido cristalino; lo que se denominan puntos reticulares.

DISPOSICION EN LOS SISTEMAS CRISTALOGRAFICOS: La disposición de los átomos en un cristal puede conocerse por difracción de los rayos X. La química cristalográfica estudia la relación entre la composición química, la disposición de los átomos y las fuerzas de enlace entre éstos. Esta relación determina las propiedades físicas y químicas de los minerales.

GEOLOGIA APLICADA SISTEMAS CRISTALOGRAFICOS SISTEMAS CRISTALINOS EN LOS MINERALES: Los minerales se describen por los sistemas cristalinos y se puede observar el análisis del mineral considerando un cubo.

Existen 7 sistemas cristalinos y cada uno de ellos tiene sus propios elementos de simetría, y se describen por: Sus ejes cristalográficos. Los ángulos que respectivamente dos de los ejes cristalográficos rodean. Las longitudes de los ejes cristalográficos. 16

ELEMENTOS DE SIMETRÍA Los cristales presentan ejes, planos y centro de simetría de modo que cualquier punto situado a ambos lados se repite simétricamente al otro.

GEOLOGIA APLICADA SISTEMAS CRISTALOGRAFICOS ELEMENTOS DE CRISTALOGRAFICOS:

SIMETRIA

EN

LOS

SISTEMAS

Las celdas fundamentales de un cristal presentan elementos de simetría, que son:

Eje de simetría: es una línea imaginaria que pasa a través del cristal, alrededor de la cual, al realizar éste un giro completo, repite dos o más veces el mismo aspecto. Los ejes pueden ser: monarios, si giran el motivo una vez (360º); binarios, si lo giran dos veces (180º); ternarios, si lo giran tres veces (120º); cuaternarios, si lo giran cuatro veces (90º); o senarios, si giran el motivo seis veces (60º). 18

GEOLOGIA APLICADA SISTEMAS CRISTALOGRAFICOS ELEMENTOS DE SIMETRIA EN LOS SISTEMAS CRISTALOGRAFICOS:

Plano de simetría: es un plano imaginario que divide el cristal en dos mitades simétricas especulares, como el reflejo en un espejo, dentro de la celda. Puede haber múltiples planos de simetría. Se representa con la letra m.



Centro de simetría: es un punto dentro de la celda que, al unirlo con cualquiera de la superficie, repite al otro lado del centro y a la misma distancia un punto similar. 19

ESTRUCTURA DE LA MATERIA CRISTALINA Bravais definió los 14 tipos de redes posibles que llevan su nombre (redes de Bravais), que se agrupan en 7 sistemas cristalográficos:       

Cúbico Tetragonal Hexagonal Trigonal o romboédrico Rómbico Monoclínico Triclínico.

SISTEMA CÚBICO Halita Pirita Diamante Magnetita

Granate Esfalerita Rubí.

Geología Aplicada 23

SISTEMA CÚBICO HALITA

PIRITA

DIAMANTE

MAGNETITA

GRANATE

ESFALERITA

RUBÍ

SISTEMA TETRAGONAL Circón

Casiterita

Geología Aplicada 25

Apatito

SISTEMA HEXAGONAL

Grafito

Geología Aplicada

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Calcita

SISTEMA TRIGONAL

Dolomita

Geología Aplicada

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SISTEMA ORTORÓMBICO O RÓMBICO Olivino

Geología Aplicada

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SISTEMA MONOCLÍNICO Mica

Geología Aplicada

29

Albita

SISTEMA TRICLÍNICO

Distena

Geología Aplicada 30

LOS SILICATOS ►Su unidad básica es el tetraedro de sílice, formado por un silicio central unido a cuatro oxígenos.

►Estas unidades pueden unirse entre sí y a otros elementos formando estructuras complejas, cadenas, láminas o redes tridimensionales. ►De este modo dan lugar a gran cantidad de minerales distintos.

SILICATOS

TEXTURA DE UNA ROCA ►Es el “aspecto” de la roca, es decir, forma, tamaño y disposición de sus cristales.

►Por ejemplo, el granito tiene textura granuda.

CÓMO SE FORMAN LOS CRISTALES ►SOLIDIFICACIÓN DE MATERIALES FUNDIDOS: Como los minerales que forman las rocas magmáticas.

►SUBLIMACIÓN DE SUSTANCIAS EN GASES: Como los liberados por los volcanes. ►PRECIPITACIÓN DE SALES DISUELTAS: Como los minerales salinos. ►Para que un mineral cristalice bien necesita tiempo, espacio y reposo.