Cristales y Minerales: Introducción a la Mineralogía

Cristales: definición y estructura.

   Celdilla Unidad.

Definimos cristal como un sólido homogéneo que posee un orden interno tridimensional. Es decir, posee una regularidad. Ello es debido a que los cristales están compuestos por una serie de átomos y forman una estructura que se repite.

A la celdilla más pequeña que nos reproduce el modelo de ordenación se le denomina celdilla unidad. Pueden presentar variaos tipos de formas geométricas.

Celdilla unidad.

 En el ejemplo anterior tenemos una celdilla unidad cúbica. Un ejemplo de estructura cristalina con celdillas unidades cúbicas es la sal común, el cloruro sódico. En los vértices de la celdilla estarían los diferentes átomos, en este caso los átomos de sodio y cloro.

Cristal de cloruro sódico

   Cristales y simetría.

Una de las principales propiedades de la materia cristalina es la simetría. En un cristal podemos hacer operaciones de simetría, de forma que con distintos movimientos que se pueden realizar sobre un cristal siempre podremos hacerlo coincidir con su posición original.

En total podemos hacer tres tipos de operaciones o movimientos: rotación alrededor de un eje, reflexión sobre un plano e inversión con respecto a un centro.

Los elementos de simetría son los ejes, los planos y los centros de simetría. Estos deben agruparse de una manera concreta. Las combinaciones posibles de agrupamiento de estos tres elementos darán lugar a los 32 tipos de simetrías.

Si queremos describir los critales, tendremos que tomar líneas de referencia y no unas cualquiera, sino aquellas que pasan por un punto común. De esta manera tendremos los llamados ejes cristalográficos, los cuales forman entre si unos ángulos determinados. A estos ángulos se les denomina α, β y γ.

Cristal con líneas de referencia y ángulos

Tanto los ejes como los ángulos que forman los ejes entre si se denominan constantes cristalográficas.

Las 32 clases cristalinas se pueden agrupar en 7 sistemas distintos que reciben el nombre de cúbico, tetragonal, hexagonal, romboédrico, rómbico monocíclico y tricíclico.

Mineralogía.

   Mineralogía práctica.

Los minerales presentan propiedades físicas distintivas, que nos ayudarán a distinguir un mineral de otro.

Entendemos mineral como el elemento más simple de la materia sólida que puede ser encontrado de forma aislada en la naturaleza. Puede estar formado por un elemento químico o por varios. En algunos casos su fórmula no es exacta, sino aproximada.

Las clases minerales son los grupos en los cuales podemos dividir los minerales que vamos a estudiar. Derivan del estudio de su composición química.

En cuanto a las características físicas que van a definir un mineral, podemos destacar las siguientes:

Color: es la primera característica física. Podemos encontrar todo tipo de colores, con infinidad de tonalidades y variaciones.

Color de la raya: si rayamos con un mineral una pieza de porcelana, aparecerá sobre esta una raya de un color determinado. Al color de esta raya sobre la porcelana se denomina color de la raya. En ocasiones coincide con su color externo, pero en otras ocasiones no.

Brillo: los minerales se pueden clasificar en dos grandes categorías en función de su brillo, los que tienen brillo metálico y los que tienen brillo no metálico. El brillo metálico es aquel que caracteriza minerales como el oro, o la plata. El brillo no metálico puede dividirse en una serie de términos, hablándose de brillo graso cuando parece estar cubierto de una película de aceite, brillo vítreo cuando recuerda al brillo del vídrio, nacarado cuando presenta brillo como el nácar, adamantino cuando su brillo es similar al del diamante, sedoso cuando recuerda a la seda. Y finalmente mate cuando carece de brillo y submetálico cuando se encuentra entre el brillo metálico y el mate.

Dureza: la dureza se puede dividir en tres grandes grupos, alta, media y baja. También se mide por la escala de Mohs, encontrando valores entre el 1 y el 10. Los mienrales con dureza alta presentan durezas mayores de 5,5 y no se pueden rayar con una navaja. Los mienrales con dureza media se pueden rayar con una navaja, pero no con la uña, siendo característica de minerales blandos con una dureza de entre 2,5 y 5,5. Por último, los mienrales blandos presentan durezas por debajo de 2,5 y pueden ser rayados con la uña.

Como indicábamos, cuando queremos hacer una medición o escala más a fondo de la dureza del mineral, se usa la escala de Mohs, que varía de 1 a 10. Se basa en la dureza de diez minerales conocidos, el más blando tiene dureza 1 y el más duro 10 y un mineral tiene una dureza determinada cuando es capaz de rayar ese mineral o minerales más blandos, pero no puede rayar minerales más duros. Los diez minerales de la escala son:

Talco – Yeso – Calcita – Fluorita – Apatito – Fortosa – Cuarzo – Topacio – Corindón – Diamante.

Densidad: la densidad puede ser calculada con exactitud con relativa facilidad. En términos generales, se puede hablar de minerales pesados y ligeros. En un estudio de campo, basta con sopesar el mineral para estimar si pesa mucho o no.

Hábito: se trata de la forma catacterística o conjunto de formas que vemos al observarlo directamente. Se pueden resumir tres tipos de hábitos.  Por un lado, se habla de hábito enhedral cuando posee una forma cristalina pefecta y bien definida. Un ejemplo es el cristal de cuarzo. Por otra parte tenemos el hábito subenhedral cuando se forma un poco de cristal, pero no se trata de un cristal perfecto, es decir, el mineral mantiene una cierta apariencia de cristal. Por último tenemos el hábito ahedral cuando carece de forma, es decir, es amorfo o con forma poco definida.

Estos tres hábitos pueden extenderse en quince hábitos completos diferentes (o incluso más en algunas bibliografías).

Debemos tener en cuenta que los cristales perfectos (como los que suele formar el cuarzo) son minerales raros, son una excepción. Lo normal es que los minerales no se encuentren en ese estado de cristalización. La mayor parte no se pueden reducir a estos tres tipos tan fácilmente, tienden a formarse agregados de otros granos más pequeños. Esos agregados son los que forman los hábitos reales que nos encontraremos en la naturaleza.

Por una parte, podemos encontrar minerales con aspecto masivo o granular. Se habla granular cuando apreciamos granos con un tamaño parecido y masivo cuando los granos carecen de uniformidad.

También podemos encontrar minerales de aspecto lamelar, formados por capas que se disponen como las hojas de un libro.

El aspecto foliado se refiere a la formación de pequeñas láminas que pueden separarse unas de otras, como ocurre en el grafito.

El micáceo está constituido por láminas que se separan con gran facilidad. El hojoso por cristales individuales, aplanados y alargados. El fibroso, por fibras muy finas. El acicular, con forma de agujas y si todas las agujas parten de un solo punto, se habla de radiante.

Se habla de aspecto globular cuando existen pequeñas esferas o glóbulos. Dendrítico si aparece una disposición ramificada como las hojas de un árbol. Y mamilar cuando aparecen prominencias redondeadas de tamaño apreciable.

Un aspceto botroidal es aquel en el que varios elementos se agrupan como racimos de uvas. El coloforme se da cuando se aprecian a la vez mamilar, botroidal y globular.

El aspecto estalactítico es aquel en el que se disponen como estalactitas en las cuevas. Las geodas son cavidades rellenas, pero no totalmente, sino parcialmente rellenas con un hueco en el interior y una o varias bandas que lo envuelven alrededor. El oolítico es aquel en el que aparecen formas ovolidales, en el que varias capas se envuelven unas a otras. A cada elemento que rodea se le denomina ooide y suelen estar anclados por otros minerales intermedios como el cuarzo o hematites.

Exfoliación: cuando se parte según planos preferentes, se dice que el mineral presenta exfoliación. Si se parte dando lugar a superficies curvas, se denomina fractura. Existen muchos tipos de fracturas o exfoliaciones, como la concoidea, astillosa, irregular, etc.

Diafanidad: los minerales pueden clasificarse como opacos, translúcidos y transparentes. Los opacos no dejan pasar la luz, los translucidos dejan pasar luz a través de ellos, pero no permiten identificar ningún objeto a su través y los transparentes dejan pasar la luz y se pueden ver objetos a su través.

Tenacidad: depende de la cohesión de los minerales. Según esta cohesión, hay una serie de posibles tenacidades. Así, un mineral puede ser maleable cuando es capaz de dar lugar a hojas planas mediante la acción de un martillo de una forma muy regular (sucede con minerales como el oro, la plata o el cobre). Hablamos de tenacidad sectil cuando es capaz de ser cortado con un chuchillo o al menos poemos hacerle una hendidura (como ocurre con el cobre). La tenacidad ductil se refiere a que, al aplicar una fuerza, se puede estirar el mineral y hacerlo formar un alambre (ocurre con el oro y la plata). Un mineral es flexible si se puede doblar y permanece doblado después de que cese la aplicación de la fuerza. Y es frágil cuando ofrece poco o ninguna resistenacia a la ruptura (se parte en fragmentos irregulares). Un mineral es elástico si, después de deformado, vuelve a retomar la forma original.

Sabor: según su sabor un mineral puede ser dulce o amargo (como ocurre con los sulfatos).

Magnetismo: propiedad de un mineral de ser atraído por un imán.

Radioactividad: un mineral es radioactivo cuando sufre descomposición radioactiva, es decir, sus núcleos atómicos se descomponen. Ocurre con el uranio, que se descompone en plomo. Se detecta usando medidores o contadores Geiger.