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Divulgación de la Ciencia

Mayo 2016   Boletín: 127

¿La ciencia de los minerales?

Usamos minerales todo el tiempo, son parte fundamental de la vida cotidiana. 

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¿Cómo se forman?

Su formación es diversa. Por ejemplo, la halita, que se utiliza como sal de mesa, se forma cuando el agua del océano se evapora en partes bajas, dejando los restos de la sal. Otros minerales, entre los que se encuentra el granito, se forman cuando rocas fundidas a altas temperaturas se enfrían y se solidifican. El talco, un mineral que se usa como polvo para bebés, se forma en las capas profundas de la tierra cuando altas presiones y temperaturas causan cambios en las rocas sólidas. 

La composición de los minerales puede ser muy simple como las sales, o muy compleja como los silicatos, todos con estructura cristalina.

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

Los minerales tienen cuatro características, se forman en la naturaleza, son sólidos, es decir tienen forma y volumen definido; poseen composición química específica de átomos de ciertos elementos y estructura cristalina. Las rocas sólo tienen dos de esas características, son sólidas y se forman naturalmente. Regularmente, tienen además dos o más tipos de minerales en su composición. Dos muestras de rocas del mismo lugar pueden tener composiciones y cantidades diferentes de minerales. Los minerales siempre están formados de lo mismo y con las mismas proporciones. Un rubí es un mineral, uno encontrado en la India y uno en Australia, tienen exactamente la misma composición. 

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¿Qué significa una composición química definida?

Cada mineral tiene una composición de átomos de ciertos elementos. Un elemento es una sustancia que contiene solo un tipo de átomos, todos los átomos del oro o del cobre son del mismo tipo. Sin embargo, existen sustancias que están formadas por átomos de más de un elemento, la mayoría de los minerales son compuestos, sustancias que contienen diferentes elementos en proporciones específicas, esto los hace únicos. La halita, o sal, tiene un átomo de sodio por cada átomo de cloro. La forma en que se unen los átomos en cada mineral también es importante.  

 


Dra. Claudia Fernández Limón

 ¿Qué quiere decir estructura cristalina?

Cada mineral tiene su propia estructura de cristales, en algunos casos pueden tener la misma composición química pero diferente estructura de cristales, como son el caso del diamante y el grafito, ambos compuestos de carbón y la estructura de cristales los hace muy diferentes. El diamante es duro y brillante, el grafito suave y gris. En el hielo se pueden observar pequeñas superficies planas y suaves, estas superficies planas se forman por el acomodo de los átomos del hielo, esa formación es característica de los minerales en una formación tridimensional. 

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¿Cómo se clasifican los minerales?

Se clasifican en 10 grupos de acuerdo a su composición química y principios estructurales. Estos grupos son los elementos nativos, los sulfuros, los sulfosales, óxidos e hidróxidos, haluros, carbonatos, nitratos y boratos, sulfatos y cromatos, volframatos y molibdatos, fosfatos, arseniatos y vanadatos y los silicatos. Cada grupo tiene divisiones, por ejemplo los elementos nativos, se encuentran en estado puro en la naturaleza y se dividen en metálicos como el oro, plata y plomo. Los semimetálicos como el arsénico, antimonio y bismuto, y los no metálicos como el carbón en forma de grafito o diamante y el azufre.  

 

En la clasificación de los silicatos se encuentran alrededor de una tercera parte de los minerales conocidos. Son importantes porque muchos son preciosos como las gemas y otros se usan industrialmente. Los silicatos son los materiales cerámicos más importantes y contribuyen de diversa manera a la civilización y el nivel de vida, por ejemplo los ladrillos, las piedras, el cemento y el vidrio empleados en la construcción de los edificios que se derivan de gran parte de estos minerales. El conocimiento de los mismos puede ampliarse ya que la Luna y todos los planetas del Sistema Solar tienen cortezas rocosas de silicatos y óxidos muy parecidos a los de la Tierra.

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¿Para qué se usan los minerales?

Se encuentran presentes en casi todo lo que involucra la vida del ser humano. Sus usos son múltiples; por ejemplo, el feldespato, en cualquiera de sus variedades, es el mineral más abundante del planeta. Se utiliza en la fabricación del vidrio, cerámicas, sanitarios, lozas, porcelanas, esmaltes, pinturas, electrodos de soldaduras y abrasivos, entre otros. El cuarzo, se utiliza en la fabricación de instrumentos ópticos y aparatos químicos. Las arenas de cuarzo se utilizan en la industria de la construcción para elaborar acabados finos de calidad. El cuarzo, como el feldespato, también se utiliza en la industria del vidrio, de la cerámica, esmaltes y derivados químicos. Las variedades de color suelen utilizarse como gemas en joyería. 

 

La mica entre los múltiples usos se encuentran las ventanas para microondas, elementos de circuitos eléctricos, guiado de misiles, instrumentos ópticos, material aislante, papeles para paredes, pinturas, selladores, plásticos, bloques de hormigón prefabricados, revestimientos de techos y accesorio en la fabricación de cemento. El yeso se utiliza en la industria de la construcción, en la elaboración de cerámicas y aparatos sanitarios, en agricultura para mejorar los suelos de cultivo como abono y desalinizador, en medicina, en odontología, en la producción de dentífricos, en la industria química como fuente de calcio en medicamento y en la industria de alimentos para tratamiento del agua, limpieza de vinos, refinación de azúcar, vegetales enlatados y alimentos para animales.

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La blenda, principal mena de cinc, metal que se utiliza para galvanizar el hierro impidiendo su oxidación y en aleación, con el cobre, da el latón. También se usa en la fabricación de pinturas, en la conservación de maderas y en la industria farmacéutica. El corindón, debido a su gran dureza, es usado como material abrasivo. Tiene además un importante uso en joyería, su variedad roja es el rubí, y la azul, el zafiro. La flourita se utiliza como fundente en la fabricación de aceros, en la fabricación de vidrios translúcidos, en esmaltes, instrumentos ópticos y en la obtención de ácido clorhídrico. Solo mencionado algunos minerales. 

Fuentes:

Phys.org. (2016). Recuperado el 31 de mayo de 2016, de http://phys.org/news/2010-01-memory-storage-mineral.html

Barron, A. R., & Smith, C. (2016). OpenStax CNX. Recuperado el 31 de mayo de 2016, de Rice University: http://cnx.org/contents/6Q1RYWaw@10/Crystal-Structure

Ciencias de la Tierra. (2016). Recuperado el 31 de mayo de 2016, de http://cienciasdelatierra2010.blogspot.mx/2009/05/minerales.html

 

 

Una dieta variada y sana que incluya alimentos que tienen minerales como frutas, verduras y hortalizas, además de granos enteros lleva al organismo a su mejor estado.


 

 

Loa minerales son esenciales en los ciclos de crecimiento del ser humano como en la infancia adolescencia y embarazo, en donde se forman estructuras nuevas.


 

Una sustancia cuando cambia de estado puede convertirse en mineral, este es el caso del agua, que no es un mineral; sin embargo, al solidificarse se forma el hielo que si es mineral. 

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