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¿Qué son los minerales?

Imagen de minerales y montañas

Los minerales son parte de nuestra vida

Todos los días usamos productos a base de minerales. La sal que agregamos a nuestra comida es el mineral halita. Los comprimidos antiácidos están hechos de calcita mineral. Los rubíes y los zafiros son variedades coloreadas de un mineral llamado corindón.

Se necesitan muchos minerales para hacer algo tan simple como un lápiz de madera. El “plomo” está hecho de grafito y minerales de arcilla, la banda de bronce está hecha de cobre y zinc, y la pintura que lo colorea contiene pigmentos y rellenos hechos de una variedad de minerales. Un teléfono celular se fabrica utilizando docenas de minerales diferentes que se obtienen de minas en todo el mundo.

Los coches que conducimos, las carreteras por las que viajamos, los edificios en los que vivimos y los fertilizantes que utilizamos para producir nuestros alimentos se fabrican con minerales.

Un mineral, con unas pocas excepciones, es una sustancia inorgánica que se encuentra en la naturaleza y que tiene una composición química definida y propiedades físicas o estructura molecular distintivas. (Una sustancia orgánica, el carbón, a menudo también se analiza como mineral). El mineral es un mineral metalífero, o un agregado de minerales metalíferos y ganga (roca asociada sin valor económico), que se puede extraer con una ganancia.

Al evaluar los depósitos minerales, es extremadamente importante tener en cuenta las ganancias. La cantidad total de mineral en un depósito dado se conoce como el inventario de minerales, pero solo la cantidad que puede extraerse con una ganancia se denomina reserva de mineral. A medida que aumenta el precio de venta del mineral o bajan los costos de extracción, aumenta la proporción del inventario de mineral clasificado como mineral. Obviamente, lo contrario también es cierto, y una mina puede dejar de producir porque (1) el mineral está agotado o (2) los precios han bajado o los costos han subido tanto que lo que antes era mineral ahora es solo mineral.

En los Estados Unidos, cada año se consumen alrededor de tres billones de toneladas de productos minerales para mantener el nivel de vida de 300 millones de ciudadanos. Eso es aproximadamente diez toneladas de materiales minerales consumidos por cada persona, cada año.

Imagen de M&M's
¿Sabías qué? las letras pintadas en M&M contienen un pigmento de titanio ¿Sabías que? La “m” blanca en un trozo de caramelo de M&M es un pigmento de óxido de titanio, muy probablemente producido a partir del mineral rutilo

¿Qué son los minerales?

Para cumplir con la definición de “mineral” utilizada por la mayoría de los geólogos, una sustancia debe cumplir cinco requisitos

  • Ocurrencia natural
  • inorgánico
  • sólido
  • composición química definida
  • estructura interna ordenada

Ocurrencia natural

Ocurrencia natural significa que las personas no lo lograron. El acero no es un mineral porque es una aleación producida por personas.

Inorgánico

“Inorgánico” significa que la sustancia no es producida por un organismo. La madera y las perlas están hechas por organismos y, por lo tanto, no son minerales.

Sólido

“Sólido” significa que no es un líquido o un gas a temperatura y presión estándar. El agua no es un mineral porque es un líquido.

Composición química definida

“Composición química definida” significa que todas las apariciones de ese mineral tienen una composición química que varía dentro de un rango limitado específico. Por ejemplo: el mineral halita (conocido como “sal de roca” cuando se extrae) tiene una composición química de NaCl. Está formado por un número igual de átomos de sodio y cloro.

Estructura interna ordenada

“Estructura interna ordenada” significa que los átomos de un mineral están dispuestos en un patrón sistemático y repetitivo. La estructura del mineral halita se muestra en la ilustración de esta página. La halita se compone de una proporción igual de átomos de sodio y cloro dispuestos en un patrón cúbico.

¿Cuál es la diferencia entre una roca y un mineral?

Un mineral es un elemento o compuesto inorgánico natural que tiene una estructura interna ordenada y una composición química, forma de cristal y propiedades físicas características. Los minerales comunes incluyen cuarzo, feldespato, mica, anfíbol, olivino y calcita.

Una roca es un agregado de uno o más minerales, o un cuerpo de materia mineral indiferenciada. Las rocas comunes incluyen granito, basalto, piedra caliza y arenisca.

Tipos de minerales

Los minerales constituyen la mayor parte de la tierra y son una parte importante de nuestra vida diaria.

Los minerales son simplemente sustancias naturales que tienen una estructura cristalina. Hay muchos miles de minerales reconocidos, pero solo unos 30 son los más comunes.

Clasificación

Los minerales, al ser productos químicos naturales, se clasifican según su química y forma cristalina.

Una clasificación básica de minerales es:

Identificación

La identificación de minerales comunes generalmente se puede lograr examinando una muestra de mano. Los minerales tienen propiedades físicas distintas, como la gravedad específica, la veta y la forma, que pueden distinguir fácilmente los principales minerales formadores de rocas.

Se puede realizar un examen más detallado de minerales examinando una sección delgada de microscopio de una roca o mineral. Las propiedades ópticas de cada mineral son únicas y los minerales se pueden identificar fácilmente en una sección delgada. Se pueden realizar análisis más precisos de minerales con una variedad de máquinas analíticas. Estos incluyen difracción de rayos X, análisis de microsonda, espectrometría de masas y más. La ciencia de los minerales se llama Mineralogía.

La palabra “mineral”

La palabra “mineral” se usa de muchas formas diferentes. A continuación unos ejemplos:

Una definición formal de un mineral, como la usan los geólogos, sería: Un sólido inorgánico natural que tiene una composición química definida y una estructura interna ordenada. Los geólogos pueden identificar minerales porque tienen propiedades físicas características.

La palabra “mineral” también tiene un significado nutricional, que es diferente del significado utilizado por los geólogos.

Un nutriólogo usa la palabra mineral cuando se refiere a las muchas sustancias 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.

Uso arcaico de “mineral”

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

Uso inconsistente de “minerales”

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

Propiedades físicas de los minerales

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

El talco mineral, cuando se muele hasta convertirlo en polvo, es perfectamente adecuado para su uso como talco para los 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 lava fácilmente. Ningún otro mineral tiene un conjunto de propiedades físicas que sean tan adecuadas para este propósito.

El mineral halita, cuando se tritura en pequeños granos, es ideal para dar sabor a los alimentos. Tiene un sabor salado que agrada a la mayoría de las personas. Se disuelve rápida y fácilmente, permitiendo que su sabor se extienda por los alimentos. Es suave, por lo que si algo no se disuelve no dañará sus dientes. Ningún otro mineral tiene propiedades físicas más adecuadas para este uso.

El oro mineral es ideal para su uso en joyería. Un artesano puede moldearlo fácilmente en una pieza de joyería personalizada. Tiene un agradable color amarillo que la mayoría de la gente disfruta. Tiene un brillo brillante que no se empaña. Su alto peso específico le da un “peso” agradable que es preferido por la mayoría de las personas sobre los metales más ligeros. Se pueden usar otros metales para hacer joyas, pero estas propiedades hacen que el oro sea un gran favorito. (Algunas personas podrían agregar que la rareza y el valor del oro son dos propiedades adicionales que lo hacen deseable para la joyería. Sin embargo, la rareza no es una propiedad y su valor está determinado por la oferta y la demanda).

Importancia de las propiedades físicas

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

La 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.

Tanto el diamante como el grafito consisten en carbono puro. El diamante es el mineral natural más duro y el grafito es uno de los más blandos. Esta diferencia se debe a los tipos de enlaces que conectan los átomos de carbono en sus estructuras minerales. Cada átomo de carbono en el diamante está unido a otros cuatro átomos de carbono con fuertes enlaces covalentes. El grafito tiene una estructura de hoja en la que los átomos dentro de las hojas están unidos entre sí con fuertes enlaces covalentes, pero los enlaces entre las hojas son enlaces eléctricos débiles. Cuando el grafito se raya, los enlaces débiles fallan fácilmente, convirtiéndolo en un mineral blando.

Las piedras preciosas rubí y zafiro son variaciones de color del corindón mineral. Estas diferencias de color se deben a la composición.

Cuando el corindón contiene trazas de cromo, exhibe 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 mineral rutilo, se puede formar un zafiro estrella. 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 cristalográfico primario (ver foto).

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