Propiedades físicas de los minerales I: cristales y escote

Los minerales son sustancias inorgánicas que se encuentran en la tierra, con propiedades únicas que ayuda en la identificación y análisis.

Muchos minerales presentan estructura cristalina. Estos materiales han ordenado altamente arreglos atómicos, compuestos por agrupaciones atómicas, llamadas las células de la unidad de repetición. Porque las células de la unidad son idénticas dentro de un cristal, son responsables de la simetría del cristal en la escala micro y macro.

Esta simetría causa cristales minerales a romperse o unirse, de una manera predecible. Escote es la tendencia de un cristal a romper a lo largo de planos estructurales débiles. Así, la manera que hiende un mineral proporciona la penetración en su estructura cristalina.

Este video demostrará el análisis de formas de cristal mineral de macro escala rompiendo muestras de minerales y observar su escote.

Sólidos cristalinos contienen átomos organizados en un patrón repetido, mientras que los sólidos amorfos no tienen un pedido. Por ejemplo, el carbono puede encontrarse en muchas formas. Los átomos de carbono amorfo se organizan al azar, mientras que los átomos en el diamante están dispuestos en un cristal ordenado.

Un cristal es un conjunto de células de unidad de repetición, idénticos, que se definen por la longitud de los bordes de la célula de la unidad y los ángulos entre ellos. Éstos repiten estructuras infinitamente se extienden en tres direcciones espaciales y definición las propiedades del cristal y uniformidad.

Hay siete células de unidad básica. La celda unidad más simple, el cubo cuenta con longitudes del borde igual y un átomo en cada esquina. Las variaciones incluyen tetragonal y ortorrómbica, que poseen longitudes de borde diferente.

Las estructuras de cristal romboédrico poseen similar paralelo enfrentan geometría sin ángulos rectos. Monoclínico y triclínico son similares en forma, pero con variados ángulos y longitudes del borde. Finalmente, la estructura hexagonal se compone de dos caras hexagonales paralelas, con seis caras rectangulares.

Las variaciones en estas estructuras ocurren cuando átomos adicionales contenidas en la cara de cristal, llamados centrada en la cara o en el cuerpo de cristal, llamados cuerpo centrado.

Cuando los cristales son rotos, tienden a unirse a lo largo de planos de cristal estructuralmente débiles. La calidad del escote depende de la fuerza los lazos en y a través del plano. Buen escote se produce cuando la fuerza de los lazos dentro del lugar son más fuertes que aquellos a lo largo del plano. Pobre escote puede ocurrir cuando la fuerza de Unión es fuerte en el plano del cristal. Cristales pueden unirse en una dirección, llamada hendidura basal, dando por resultado dos caras hendidas. Esto resulta de Enlaces atómicos fuertes dentro del avión, pero débiles lazos de unión entre los planos.

Del mismo modo, cristales pueden unirse en dos direcciones, debido a dos planos débiles, dando por resultado cuatro caras hendidas y dos caras fracturadas. Formas cúbicas y romboédricas resultan del clivaje en tres direcciones. Octaédricas y dodecaédricos formas surgen de planos de fractura de cuatro y seis, respectivamente.

Algunos minerales no hiende a lo largo de un plano de cristal, debido a fuertes lazos en todas las direcciones y en cambio resultar en fractura irregular.

Ahora que hemos cubierto los fundamentos de la estructura cristalina y los diferentes tipos de escote de cristal, echemos un vistazo a estas propiedades en muestras de minerales reales.

Para analizar formas de cristal, primero recoge un grupo de muestras de minerales, como cuarzo, halita, calcita, granate, biotita y Moscovita.

Coloque la muestra sobre la superficie de observación. Rotar la muestra para observar todos los lados. Busque caras cristalinas, cristal de aristas y vértices del cristal.

Si es posible, medir los ángulos interfaciales utilizando un goniómetro. Para ello, coloque un lado del goniómetro en la cara de un cristal particular y al otro lado del goniómetro en una cara adyacente. Luego se lee el ángulo.

Comparar las observaciones con el conjunto de poliedros cristalinos característicos. Repita estos pasos para otros minerales y observe las diferencias.

Las muestras de cuarzo tienen una forma de cristal bipiramidal hexagonal, según lo indicado por los 6 lados.

El material de Calcita, exhibe escalenoedro forma, como se muestra por las 8 caras de la estructura de pirámide maclados.

Halite, muestra características estructura cúbica, con ángulos de 90°.

Granate ha angulada superficies con 12 lados, indicativos de su forma de dodecaedro.

Finalmente, la biotita puede mostrar una aparente forma hexagonal.

A continuación, para observar el escote de cristal, primero puesto en la protección de los ojos.

Coloque un pedazo de cuarzo en la superficie de fractura. Usando un martillo, romper la pieza de cuarzo. Una lente de mano, tenga en cuenta el pedazo roto de cuarzo para superficies de clivaje. Observe que el cuarzo tiene ninguno.

Las células de la unidad en el enrejado cristalino del cuarzo tienen adhesión comparable iguales en todas direcciones, dando por resultado un cristal no planos recomendado: última hora, llamado fractura concoidea.

A continuación, repita este paso romper para otros ejemplares. Usar una lupa para evaluar cualidades diferentes escote.

Cuando hay una diferencia dramática en la fuerza de adherencia en una orientación particular, tales como entre hojas de agrupaciones de silicato en el caso de mica, se genera una división casi perfecta entre estas hojas, había llamado clivaje basal.

Biotita y Moscovita cada muestran clivaje basal, con un plano de rotura individual.

Halite muestra escote cúbico, resultante de los tres planos de la hendidura a 90°.

Calcita muestra escote romboédrico, resultante de los tres planos de la hendidura a 120 y 60 °.

El análisis de la estructura cristalina es importante para comprender los tipos de minerales que se encuentran en el campo.

Puede realizar el análisis cuantitativo de la estructura cristalina mediante difracción de rayos x o DRX.

En este ejemplo, la estructura cristalina de un óxido de hierro fue sintetizada de una mezcla de hematita y hierro a alta temperatura y presión en una célula de yunque de diamante. El patrón de dispersión de DRX se analizó a lo largo de la reacción para determinar la estructura cristalina.

Los resultados mostraron a Debye lisa o irregular anillos, que indican la cristalinidad. La ubicación de cada anillo elucida la estructura cristalina, ya que cada anillo corresponde a un plano de cristal.

Debido a su propiedad de hendidura plana y por lo tanto es atómicamente plana superficie, mica se utiliza con frecuencia como un substrato para la proyección de imagen de molécula pequeña.

En este ejemplo, la mica se utilizó como sustrato para la proyección de imagen de moléculas fotorreceptoras usando microscopía de fuerza atómica o AFM. La muestra de proteína adsorbida a una hoja de mica recién descamada y luego enjuagarse con tampón.

La muestra era reflejada a continuación utilizando una fluido de la célula. El substrato de mica permitió la proyección de imagen de alta resolución de la muestra de proteína debido a su superficie plana atómico.

Sólo ha visto la introducción de Zeus a propiedades físicas de minerales. Ahora debe comprender los conceptos básicos de celdas unidad de cristal y cómo determinar los planos de la hendidura de cristal. ¡Gracias por ver!