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Mineral para niños

Enciclopedia para niños

Un mineral es una sustancia natural que tiene una composición química definida. Generalmente es sólido e inorgánico, y posee una estructura interna ordenada, como un cristal. Es diferente de una roca, que puede ser una mezcla de varios minerales o de materiales no minerales, y no tiene una composición química específica. El estudio de los minerales se llama mineralogía.

Existen más de 5300 tipos de minerales conocidos. Cada año se descubren y describen entre 50 y 80 minerales nuevos. La variedad de minerales en la Tierra depende de los elementos químicos que la forman. Por ejemplo, el silicio y el oxígeno son muy abundantes en la corteza terrestre, por eso los minerales de silicato son los más comunes, formando más del 90% de la corteza.

Los minerales se distinguen por sus diferentes propiedades químicas y físicas. Estas propiedades están influenciadas por el lugar y las condiciones (como la temperatura o la presión) en que se formó el mineral.

Datos para niños
Mineral
Améthystre sceptre2.jpg
Amatista, una variedad del cuarzo
General
Categoría Mineral
Clase Minerales
Propiedades físicas
Color Variable
Raya Variable
Lustre Variable
Exfoliación Variable
Fractura Variable
Dureza Variable
Densidad Variable

¿Qué es un mineral?

La definición básica

Para que una sustancia sea considerada un mineral, debe cumplir con ciertas características:

  • Ser de origen natural, es decir, no creada por el ser humano.
  • Ser sólida a temperatura ambiente (con algunas excepciones, como el mercurio nativo o el hielo).
  • Tener una fórmula química específica.
  • No ser producida por seres vivos (aunque hay debates sobre esto).
  • Tener una estructura atómica ordenada, lo que significa que sus átomos están organizados de forma regular y repetitiva.

Esta estructura ordenada es lo que le da a los minerales sus propiedades físicas, como su forma de cristal o su dureza.

Rocas, menas y gemas

Es importante saber que los minerales no son lo mismo que las rocas. Una roca puede estar formada por uno o más minerales, o incluso por materiales que no son minerales. Por ejemplo, la caliza está hecha principalmente de calcita, mientras que el granito es una mezcla de cuarzo, feldespato y otros minerales. El carbón es una roca formada por restos de plantas, no por minerales.

Algunos minerales son muy comunes en las rocas, como el cuarzo, los feldespatos y las micas. Se les llama minerales formadores de rocas.

Los minerales y rocas que tienen valor comercial se llaman minerales industriales o rocas industriales. Por ejemplo, la moscovita (un tipo de mica) se usa como aislante. Las menas son minerales que contienen una alta concentración de un elemento valioso, como un metal. Ejemplos son el cinabrio (para mercurio) o la esfalerita (para zinc).

Las gemas son minerales muy valiosos por su belleza, durabilidad y rareza. Se usan para hacer joyas. Hay unas 20 especies de minerales que se consideran gemas, como el rubí y el zafiro, que son variedades del corindón.

Nombres y clasificación

Los minerales se clasifican por su composición química y su estructura cristalina. Las clasificaciones más usadas son las de Dana y Strunz.

Los minerales se agrupan en:

  • Especies minerales: Son el nivel más básico, con propiedades químicas y físicas únicas. Por ejemplo, el cuarzo tiene una fórmula química (SiO₂) y una estructura cristalina que lo hacen único.
  • Series minerales: Cuando hay una variación en la composición entre dos especies.
  • Grupos minerales: Agrupaciones de especies con propiedades químicas similares y una estructura cristalina compartida.
  • Variedades minerales: Tipos específicos de una especie que difieren en alguna característica física, como el color. La amatista es una variedad púrpura del cuarzo.

Muchos minerales llevan nombres de personas o del lugar donde fueron descubiertos. El sufijo "-ita" en los nombres de minerales viene del griego y significa "relacionado con" o "que pertenece a".

Composición química de los minerales

La cantidad y variedad de minerales dependen directamente de los elementos químicos que los forman, y estos, a su vez, de la abundancia de esos elementos en la Tierra. La mayoría de los minerales provienen de la corteza terrestre. Ocho elementos constituyen la mayor parte de los minerales, ya que son los más abundantes en la corteza: oxígeno, silicio, aluminio, hierro, magnesio, calcio, sodio y potasio. El oxígeno y el silicio son los más importantes.

Los minerales que se forman en una roca dependen de los elementos químicos presentes en esa roca. Por ejemplo, un magma rico en hierro y magnesio formará minerales como el olivino.

La composición química de un mineral puede variar ligeramente. Esto se debe a que un elemento puede ser reemplazado por otro si tienen un tamaño y carga eléctrica similares. Por ejemplo, el silicio (Si⁴⁺) a menudo es reemplazado por el aluminio (Al³⁺) en muchos minerales.

Propiedades físicas de los minerales

Identificar un mineral puede ser sencillo o complicado. Se usan varias propiedades físicas para reconocerlos. Algunas son suficientes para una identificación clara, mientras que otras requieren análisis más complejos. Las propiedades más comunes son:

Estructura y forma del cristal

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Natrolita con forma de aguja (acicular).
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El topacio tiene una forma de cristal alargada.

La estructura cristalina es la forma en que los átomos de un mineral están organizados en su interior. Esta organización regular a menudo se ve en la forma geométrica que toma el cristal. Los minerales se clasifican en seis familias de cristales según su simetría.

  • Cúbico: Como el granate o la sal gema.
  • Tetragonal: Como el rutilo.
  • Ortorrómbico: Como el olivino.
  • Hexagonal: Como el berilo.
  • Trigonal: Como el cuarzo o la calcita.
  • Monoclínico: Como la ortoclasa.
  • Triclínico: Como la cianita.

La química y la estructura cristalina definen un mineral. Minerales con diferente química pueden tener la misma estructura. Por otro lado, los polimorfos son minerales que tienen la misma fórmula química, pero estructuras diferentes. Por ejemplo, la pirita y la marcasita son sulfuros de hierro (FeS₂), pero tienen estructuras distintas.

Las diferencias en la estructura y la química afectan otras propiedades. El diamante y el grafito son ambos carbono, pero el diamante es muy duro y el grafito es muy blando, debido a cómo están unidos sus átomos.

La macla es cuando dos o más cristales de un mismo mineral crecen juntos de forma interconectada.

El hábito cristalino se refiere a la forma general que toma un cristal. Se usan palabras como "acicular" (forma de aguja), "prismático" (alargado) o "tabular" (plano) para describirlo.

Dureza

Archivo:Rough diamond
El diamante es el material natural más duro.

La dureza de un mineral indica cuánto puede resistir ser rayado. Depende de su composición química y estructura. La escala más común para medir la dureza es la escala de Mohs, que va del 1 (el más blando, como el talco) al 10 (el más duro, como el diamante). Un mineral con un número más alto en la escala puede rayar a los que tienen un número más bajo.

Brillo y transparencia

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La pirita tiene un brillo metálico.
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La esfalerita tiene un brillo submetálico.

El brillo (o lustre) de un mineral describe cómo su superficie refleja la luz. No depende del color, sino de su composición química. Puede ser:

  • Metálico: Refleja casi toda la luz, como los metales.
  • Submetálico: Refleja menos luz que los metálicos.
  • No metálico: Transmite la luz en cierto grado. Aquí hay varios tipos:
    • Vítreo: Como el vidrio (ej. cuarzo).
    • Adamantino: Muy brillante, como el diamante.
    • Nacarado: Con brillo iridiscente, como las micas.
    • Graso o resinoso: Como el azufre.
    • Sedoso: Característico de minerales fibrosos.
    • Mate: Sin ningún reflejo.

La transparencia (o diafanidad) de un mineral indica cuánta luz puede pasar a través de él.

  • Transparentes: La luz pasa sin disminuir su intensidad (ej. moscovita).
  • Translúcidos: Permiten pasar algo de luz, pero no se ve claramente a través de ellos (ej. jade).
  • Opacos: No dejan pasar la luz (ej. hematita).

Color y raya

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Elbaita con varios colores.
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Esmeralda.

El color es la propiedad más obvia, pero a menudo no es suficiente para identificar un mineral, ya que muchos minerales pueden tener varios colores.

  • Idiocromáticos: Siempre tienen el mismo color, que se debe a sus componentes principales (ej. malaquita verde).
  • Alocromáticos: Su color se debe a pequeñas cantidades de impurezas (ej. el berilo puede ser verde como la esmeralda o azul como la aguamarina).
  • Pseudocromáticos: Su color proviene de cómo la luz interactúa con su estructura física (ej. el ópalo muestra un "juego de colores").

Algunos minerales pueden cambiar de color naturalmente o con calor.

Otras propiedades ópticas incluyen:

  • Juego de colores: Como en el ópalo, donde se ven diferentes colores al moverlo.
  • Iridiscencia: Colores que aparecen por la dispersión de la luz en la superficie.
  • Chatoyancia: Efecto de "ojo de gato", una banda de luz que se mueve al girar el mineral.
  • Asterismo: Un efecto de estrella que aparece en la superficie de algunas gemas.
Archivo:Streak plate with Pyrite and Rhodochrosite
Placas de raya con pirita (izquierda) y rodocrosita (derecha).

La raya de un mineral es el color que deja al ser frotado sobre una placa de porcelana sin esmaltar. Este color es más constante que el color del mineral en sí. Por ejemplo, la hematita puede ser negra o plateada, pero su raya siempre es rojo cereza. Esta prueba es útil para minerales más blandos que la placa.

Exfoliación, partición, fractura y tenacidad

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Exfoliación perfecta en la biotita (negra).

La exfoliación es la tendencia de un mineral a romperse a lo largo de planos lisos y definidos, debido a debilidades en su estructura cristalina. La calidad de la exfoliación puede ser "perfecta", "buena", "distinta" o "pobre". Minerales como el cuarzo no tienen exfoliación, mientras que las micas tienen una exfoliación basal perfecta.

La exfoliación puede ocurrir en una, dos, tres, cuatro o seis direcciones. Por ejemplo, las micas se exfolian en una dirección, y la galena en tres direcciones formando cubos.

La partición es similar a la exfoliación, pero ocurre por defectos en el cristal, no por una debilidad sistemática.

La fractura es cuando un mineral se rompe de forma irregular, sin seguir planos definidos. Puede ser:

  • Concoidea: Con superficies curvas, como el cuarzo.
  • Lisa: Superficies planas y suaves.
  • Irregular: Superficies rugosas.
  • Fibrosa: Se rompe como la madera.
  • Ganchuda: Superficie dentada.
  • Terrosa: Se desmorona como un terrón.

La tenacidad describe la resistencia de un mineral a romperse o deformarse. Los minerales pueden ser:

  • Frágiles: Se rompen fácilmente.
  • Maleables: Se pueden laminar con golpes.
  • Dúctiles: Se pueden estirar en hilos.
  • Flexibles: Se doblan pero no recuperan su forma.
  • Elásticos: Se doblan y recuperan su forma.

Densidad relativa

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La galena tiene una alta densidad.

La densidad relativa (o gravedad específica) es una medida de cuán denso es un mineral en comparación con el agua. La mayoría de los minerales comunes tienen una densidad relativa entre 2.5 y 3.5.

Una alta densidad relativa puede ayudar a identificar algunos minerales. Los óxidos y sulfuros suelen ser más densos. Los metales nativos, como el oro, tienen densidades muy altas.

Otras propiedades

Algunas propiedades específicas ayudan a identificar ciertos minerales:

  • Reacción con ácido: Los carbonatos, como la calcita, reaccionan con ácido diluido (como el clorhídrico) produciendo burbujas de dióxido de carbono.
  • Magnetismo: Algunos minerales, como la magnetita, son fuertemente magnéticos.
  • Sabor u olor: La halita (sal de mesa) tiene sabor salado. Algunos sulfuros tienen un olor característico al ser pulverizados.

Tipos de minerales

Debido a que el silicio y el oxígeno son los elementos más abundantes en la corteza terrestre, los minerales silicatos son la clase más importante y diversa, formando más del 90% de la corteza. Otros elementos comunes en los silicatos son el aluminio, magnesio, hierro, calcio, sodio y potasio. Los silicatos más importantes son los feldespatos, cuarzos, olivinos, piroxenos, anfíboles y micas.

Los minerales no silicatos se dividen en varias clases según su química principal: elementos nativos, sulfuros, haluros, óxidos e hidróxidos, carbonatos y nitratos, boratos, sulfatos, fosfatos y compuestos orgánicos. La mayoría de los no silicatos son raros, pero algunos son comunes, como la calcita y la pirita.

Los minerales no silicatos son muy importantes económicamente, ya que a menudo concentran elementos valiosos que se extraen como menas.

Silicatos

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Esquema del tetraedro [SiO₄]⁴⁻, la unidad básica de los silicatos.

Los silicatos son minerales que tienen como unidad básica un tetraedro de sílice ([SiO₄]⁴⁻), donde un átomo de silicio está rodeado por cuatro átomos de oxígeno. Estos tetraedros pueden unirse de diferentes maneras para formar estructuras más complejas, como cadenas, láminas o redes tridimensionales.

El grado de unión de estos tetraedros define las subclases de silicatos:

Tectosilicatos

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El cuarzo es un tectosilicato común.
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Estructura tridimensional del cuarzo.

Los tectosilicatos son los silicatos más abundantes, formando alrededor del 64% de la corteza terrestre. Tienen una estructura tridimensional donde todos los átomos de oxígeno de los tetraedros de sílice se comparten con otros tetraedros. Esto los hace muy estables. Ejemplos importantes son el cuarzo, los feldespatos y las zeolitas.

El cuarzo (SiO₂) es el mineral más abundante, formando el 12% de la corteza. Es muy resistente. Los feldespatos son el grupo más abundante en la corteza (alrededor del 50%).

Filosilicatos

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Moscovita, un filosilicato.
Archivo:Silicate-sheet-3D-polyhedra
Modelo de la lámina de tetraedros de sílice.

Los filosilicatos son muy comunes en la corteza terrestre y forman parte de muchas rocas. Las arcillas están hechas principalmente de filosilicatos.

La característica principal de los filosilicatos es su estructura en capas, lo que les da una apariencia hojosa o escamosa. Suelen ser blandos y poco densos. Las capas están unidas débilmente, lo que les da una exfoliación basal muy marcada. Ejemplos importantes son las micas, las cloritas y los grupos de caolinita-serpentina.

Inosilicatos

Archivo:Inosilicates
Disposición cristalina de los inosilicatos.
Archivo:Asbestos with muscovite
Tremolita asbestiforme, un inosilicato.
Archivo:Aegirine-233494
Aegirina, un inosilicato.

Los inosilicatos son silicatos que forman cadenas de tetraedros. Estas cadenas pueden ser simples o dobles. Los silicatos de cadena simple tienen una relación de silicio a oxígeno de 1:3, y los de cadena doble de 4:11. Los dos grupos más importantes de inosilicatos son los piroxenos (cadenas simples) y los anfiboles (cadenas dobles).

Los piroxenos son comunes en la corteza terrestre (aproximadamente el 10%) y son clave en rocas ígneas. Los anfíboles tienen una química muy variada y pueden formar fibras largas y fuertes.

Ciclosilicatos

Archivo:Dioptase structure
Estructura en anillo de la dioptasa.

Los ciclosilicatos, o silicatos de anillo, tienen tetraedros unidos formando anillos cerrados. Los anillos de seis miembros son los más comunes. Ejemplos de este grupo son la turmalina y el berilo. Suelen ser fuertes, con cristales alargados.

Las turmalinas tienen una química muy compleja y pueden tener muchos colores diferentes. El berilo incluye gemas como la esmeralda (verde) y la aguamarina (azul).

Sorosilicatos

Archivo:Epidote Oisans
La epidota a menudo tiene un color verde pistacho.

Los sorosilicatos, también llamados disilicatos, tienen dos tetraedros unidos por un átomo de oxígeno. El grupo estructural común es [Si₂O₇]⁶⁻. Los disilicatos más comunes son los del grupo de la epidota, que se encuentran en diversos ambientes geológicos.

Ortosilicatos

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Andradita negra, un tipo de granate.
Archivo:Zirconcrystal-model
Modelo estructural del zircón.

Los ortosilicatos tienen tetraedros de sílice aislados, cuyas cargas son equilibradas por otros elementos. También se les llama nesosilicatos. Suelen formar cristales en bloques y son bastante pesados. Varios minerales importantes que forman rocas pertenecen a esta subclase, como los aluminosilicatos, el grupo del olivino y el grupo del granate.

Los aluminosilicatos (cianita, andalucita y silimanita) tienen la misma fórmula química (Al₂SiO₅) pero estructuras diferentes, dependiendo de la presión y temperatura. El grupo del olivino incluye la forsterita (rica en magnesio) y la fayalita (rica en hierro). El grupo del granate tiene una fórmula general X₃Y₂(SiO₄)₃ y es muy diverso en colores.

Otros ortosilicatos son el zircón (útil para datar rocas) y el topacio (una gema común).

Minerales no silicatos

Elementos nativos

Archivo:Gold-mz4b
Oro nativo.

Los elementos nativos son aquellos que están formados por un solo elemento químico, sin unirse a otros. Este grupo incluye metales nativos (como el oro, la plata y el cobre), semimetales y no metales. Los metales nativos tienen un brillo metálico, son dúctiles (se pueden estirar en hilos) y maleables (se pueden laminar).

El carbono nativo se presenta en dos formas: el grafito (muy blando) y el diamante (el material natural más duro), que se forma a muy altas presiones.

Sulfuros

Archivo:Cinnabar on Dolomite
Cinabrio rojo, una mena de mercurio.

Los minerales sulfuros están compuestos por uno o más metales o semimetales unidos al azufre. Aunque son menos abundantes que los silicatos, son muy variados.

Los sulfuros suelen tener brillo metálico, son opacos, blandos y frágiles. Muchos son importantes económicamente como menas de metales, como la esfalerita (mena de zinc), la galena (mena de plomo) y el cinabrio (mena de mercurio). La pirita es un sulfuro muy común.

Óxidos

Los minerales óxidos se dividen en óxidos simples, hidróxidos y óxidos múltiples. Tienen el oxígeno como anión principal.

  • Óxidos simples: Como el corindón (Al₂O₃) y la hematita (Fe₂O₃). El rutilo (TiO₂) es la principal mena de titanio.
  • Hidróxidos: Tienen el ion hidroxilo (OH⁻). Las bauxitas, la principal mena de aluminio, son una mezcla de hidróxidos.
  • Óxidos múltiples: Compuestos por dos metales con oxígeno. Un grupo importante son las espinelas, como la magnetita (Fe₃O₄), que es fuertemente magnética.

Haluros

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Cristales de halita cúbica rosa (NaCl).

Los minerales haluros son compuestos donde un halógeno (flúor, cloro, yodo o bromo) es el anión principal. Suelen ser blandos, débiles, quebradizos y solubles en agua. Los ejemplos más comunes son la halita (NaCl, sal de mesa), la silvita (KCl) y la fluorita (CaF₂). La halita y la silvita se forman a menudo por la evaporación de agua salada.

Carbonatos

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Cristales de calcita.

Los minerales carbonatos tienen el grupo aniónico carbonato ([CO₃]²⁻). Son frágiles, muchos tienen exfoliación romboédrica y todos reaccionan con ácido, produciendo burbujas. Por eso, los geólogos usan ácido clorhídrico diluido para identificarlos.

El carbonato más común es la calcita, que es el componente principal de la caliza y el mármol. La dolomita es otro carbonato común.

Sulfatos

Los minerales sulfatos tienen el anión sulfato ([SO₄]²⁻). Suelen ser transparentes a translúcidos, blandos y frágiles. Se forman comúnmente por la evaporación de aguas salinas.

El sulfato más común es el yeso (CaSO₄·2H₂O), que se usa como aislante en la construcción. La anhidrita es el equivalente del yeso sin agua. El grupo de la barita incluye minerales como la barita (BaSO₄) y la celestina (SrSO₄).

Fosfatos

Los minerales fosfatos se caracterizan por el anión fosfato ([PO₄]³⁻). Es un grupo grande y diverso, aunque solo unas pocas especies son comunes.

El fosfato más común es el grupo de la apatita, que forma parte de los dientes y huesos de los vertebrados. Otro grupo importante es el de la monacita, que puede contener elementos de tierras raras y se usa para datar rocas.

Minerales orgánicos

Estos minerales son raros y contienen carbono orgánico, pero se forman por procesos geológicos. Un ejemplo es la whewellita, un oxalato que se puede encontrar en vetas de menas.

Importancia y usos

Archivo:Minerales diversos
Minerales diversos.

Los minerales son muy importantes en la vida diaria y en la industria moderna.

Algunos minerales se usan directamente como se extraen, como el azufre, el talco o la sal de mesa. Otros necesitan ser procesados para obtener el producto deseado, como el hierro, cobre, aluminio y estaño. Los minerales son la fuente de los metales, que son la base de la tecnología actual.

El vidrio se produce a partir de diferentes tipos de cuarzo y silicatos. Los nitratos y fosfatos se usan como abono en la agricultura. Materiales como el yeso son muy utilizados en la construcción. Los minerales que son gemas, como los diamantes, topacios y rubíes, se usan para hacer joyas.

Galería de imágenes

Véase también

Kids robot.svg En inglés: Mineral Facts for Kids

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Mineral para Niños. Enciclopedia Kiddle.