SILICATOS
INGENIERIA AMBIENTAL GEOLOGIA Y GEOMORFOLOGIA
PRESENTADO A: Gabriel Ruge Díaz PRESENTADO POR: Angie Sulay Orjuela Vásquez Código 20101180050 Grupo 541
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS FACULTAD DEL MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES INGENIERIA AMBIENTAL
INTRODUCCION
La tierra está compuesta de diversos materiales, tanto en la atmosfera como en la corteza terrestre. La corteza terrestre se ha formado a lo largo de la vida de la Tierra, es decir, por muchos millones de años, por lo que la diversidad de materiales que podemos encontrar en ella es muy amplia, pero que a su vez se reduce a tres grandes grupos que son los que la conforman: los minerales, las rocas y los suelos. Los minerales son los más abundantes, a partir de la unión y combinación, además de procesos geológicos que llevan millones de años dan paso a las rocas y a los suelos y estos a su vez a estructuras definidas que son las que podemos observar. Entre los minerales podemos encontrar 8 tipos, pero, los más representativos entre los minerales, además de ser los más abundantes en la corteza terrestre y de los cuales podemos encontrar una amplia variedad. Por ello, con el siguiente trabajo, se pretende describir las caracteristicas de mayor relevancia que poseen los silicatos, como lo son su estructura, composición, aspectos físicos, etc., para asi afirmar conocimientos sobre la formación de la superficie terrestre.
OBJETIVOS GENERAL y
Identificar
las caracteristicas de mayor relevancia y están presentes en el grupo de minerales de los Silicatos.
ESPECIFICOS y
y
y
Conocer
las diferentes formaciones que pueden presentar los silicatos a partir de la unión de los cristales de los cuales se componen: los tetraedros. Identificar las diferentes caracteristicas que poseen cada uno de los tipos de silicatos. Reconocer en elementos y estructuras que forman parte de nuestra vida cotidiana, la presencia de silicatos.
TABLA DE CONTENIDO
1. LOS SILICATOS .1 2. CLASIFICACION DE LOS SILICATOS 1 2.1 Nesosilicatos .2 2.1.1 Los peridotos 2.1.2 Los granates 2.1.3 El Circón 2.2 Sorosilicatos2 2.2.1 Las Epidotas 2.3 Ciclosilicatos..3 2.3.1 La turmalina 2.3.2 Los berilos 2.4 Inosilicatos..4 2.4.1 Piroxenos 2.4.2 Anfíboles 2.5 Filosilicatos.4 2.5.1 Las serpentinas 2.5.2 Las cloritas 2.5.3 Las arcillas 2.5.4 Las micas 2.6 Tectosilicatos.6 2.6.1 Sílices 2.6.2 Feldespatos 2.6.3 Feldespatoides 2.6.4 Otros tectosilicatos 3. CONCLUSIONES .7 4. BIBLIOGRAFIA ..8
1. LOS SILICATOS
Los minerales son los componentes principales de las rocas. En la corteza terrestre es en donde se encuentran los minerales, y, entre los más abundantes, con un 95% de presencia en la corteza se 1 encuentran los silicatos. Los silicatos están conformados por Silicio y Oxigeno principalmente y esta formación, es decir, el -4 anión (SiO4 ), se une a diversos metales formando una gran variedad de minerales llamados silicatos. Estas uniones, entre el anión silicato y los metales son denominados óxidos de silicio. La formación que generan a nivel de estructura mínima es tetraédrica, que se puede disponer en una forma aislada o unida mediante sus vértices formando unidades discretas superiores, cadenas, 2 láminas o agrupaciones tridimensionales.
Figura 1: Tetraedro, unidad fundamental de los silicatos: Estructura formada por la unión del 3 silicio y 4 átomos de oxigeno. Los silicatos poseen caracteristicas que los diferencian de otros minerales, entre las que se destacan: y
y
Todos los silicatos contienen unidades tetraédricas de SiO4, que pueden disponerse en forma aislada o unirse compartiendo los vértices que resultan del tetraedro, aunque 4 nunca llegan a compartir o aristas o caras. En presencia de metales, la forma en la cual se forma la estructura del silicato, es decir, el cristal, es al compartir los oxígenos que se encuentran presentes en el anión SiO4, con el 5 fin de dar una configuración tetraédrica alrededor del catión (el metal).
2. CLASIFICACION DE LOS SILICATOS Dependiendo
de la disposición de los tetraedros, es decir de la unión que presenten los tetraedros de silicatos, estos presentan una clasificación, siendo así: 1
http://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap02c.htm http://ocw.uc3m.es/ciencia-e-oin/ceramicas-y-vidrios/bloque-ii/Silicatos.pdf 3 http://geologia.110mb.com/mineralogia/8silicatos.htm 4 DOUGLAS, E, Modelos de Química Inorgánica, página 226 2
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DOUGLAS,
E, Modelos de Química Inorgánica, página 227
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2.1 Nesosilicatos: Se trata de los tetraedros SiO4 que permanecen aislados o que se encuentran unidos únicamente a cationes como lo son los metales, y, que son diferentes del Silicio, los cuales son los que establecen la unión entre los tetraedros.
Figura 2: Estructura de los Nesosilicatos Su nombre proviene del griego nesos, que es igual a isla, por lo cual este tipo de silicatos se 6 disponen de manera individual. Los Nesosilicatos son muy numerosos, y constituyen familias de minerales de gran importancia, entre las familias y los minerales pertenecientes a la formación de los Nesosilicatos podemos encontrar. 2.1.1 Los peridotos: El representante de esta familia más importante, por no decir que es el que único de importancia es el Olivino que es un mineral verde y que es atacado fácilmente por los agentes atmosféricos y los ácidos, que en este mineral originan dos tipos de alteración: Ferruginosa y serpentinica. El olivino es un elemento sintomático, característico de rocas básicas y ultra básicas, por lo general pobres en sílice. Ante la presencia de este mineral en alguna roca, excluye al cuarzo, esto, cuando la roca es cristalizada o se encuentra en condiciones normales. 2.1.2
2.1.3
Granates: son minerales corrientes, se caracterizan por cristalizar en dodecaedros y se encuentran presentes en rocas metamórficas y son isomorfas perfectamente continuas. Circón: Es una piedra semipreciosa que industrialmente se usa como refractario.
2.2 Sorosilicatos: Estos se caracterizan por estar formados por grupos tetraédricos dobles, es decir, que los tetraedros se agrupan de a parejas, compartiendo un oxigeno, que se encuentra ubicado en uno de los vértices del tetraedro. Este tipo de disposición de los tetraedros se conoce solo en minerales poco corrientes. El grupo más representativo de los Sorosilicatos es la epidota.7 6 7
Tratado de geología pagina 52. Tratado de geología pagina 53.
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Figura 3: Estructura de un Sorosilicatos 2.2.2
Epidotas: Son minerales de alteración de muchos elementos de las rocas, por lo general son muy coloreadas y abundan en las pizarras metamórficas dado a que pueden originarse a partir de alteraciones en las rocas eruptivas.
2.3 Ciclosilicatos: Se caracterizan por estos formados por 3, 4 o 6 tetraedros, dispuestos de forma que al unirse forman una estructura similar a la de un ciclo. Los Ciclosilicatos más conocidos o más representativos son: la turmalina, que presenta una formación cíclica de 3 tetraedros y el berilo en el cual el ciclo está conformado por 6 tetraedros. Naturalmente, los minerales correspondientes a este grupo, son romboédricos o hexagonales y se trata de minerales pertenecientes a las pegmatitas, es decir, son rocas eruptivas que se formaron a partir de fluidos a altas temperaturas. 8
Figura 4: Estructura de un Ciclosilicatos 2.3.1
2.3.2
Turmalina: Son rocas caracteristicas de las pegmatitas, rocas de acompañamiento de granito y sobretodo en sus apófisis. Los cristales son a menudo de gran tamaño, presentan coloración y caras curvas. Son minerales poco alterables y resisten varios ciclos sedimentarios. Berilos: Son minerales de las pegmatitas, cuyas variedades son piedras preciosas muy estimadas. La estructura propia de estos minerales, con prismas hexagonales es el resultado del amontonamiento de hexágonos de tetraedros, lo que conduce a una acumulación de Helio en los vacios que posee la estructura cristalina.
Los berilos que podemos encontrar son:
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Berilo común: la variedad más extendida y la cual es fuente de berilo, también es llama berilo industrial. Esmeralda: Gema de color verde, que es provocado por la presencia de cromo en el berilo. Aguamarina: Gema de color azul o azul verdoso. Morganita: Piedra fina de color rosa. Berilo dorado: Gema de color amarillo oro. Heliodoro: Presenta color amarillo a amarillo verdoso.
Tratado de geología pagina 53.
Goshenita: No posee coloración.
Bisbita: Presenta una coloración roja.
Basita: Presenta una coloración azul.
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2.4 Inosilicatos: Su estructura cristalina está formada por grupos de tetraedros unidos entre sí, dando lugar a cadenas en las que todos los tetraedros tienen en común un oxigeno con el vecino, las cadenas sencillas están unidas entre ellas por cationes. La formación que pueden presentar las cadenas de tetraedros pueden ser sencillas o dobles, de ello depende si los 9 inosilicatos es una piroxena o un anfíbole.
Figura 5: Estructuras posibles de los Inosilicatos, la superior, perteneciente a la formada por los piroxenos y la inferior perteneciente a la formada por los anfíboles. 2.4.1
Piroxeno: Son cadenas sencillas de tetraedros. Sintomáticos de rocas eruptivas que contiene un contenido medio o bajo de sílice, y, se representan mediante la formula química (Fe, Mg)OSiO2. Entre los piroxenos pueden distinguirse tres series:
Ortopiroxenos Augitas monoclínicas Piroxenos sódicos (aegirinas).
Los piroxenos son minerales caracteristicos de las rocas volcánicas, pero también se pueden encontrar en rocas profundas, sobre todo si son rocas básicas o ultra básicas. 2.4.2
Anfíboles: Se componen por tetraedros dispuestos en forma de doble cadena que se denominan bandas, a diferencia de los piroxenos, en estos interviene iones OH, lo que nos dice que su formación fue hecha a menor temperatura, además de que pueden contener hierro y aluminio trivalentes en la molécula al mismo tiempo que sodio. Estos minerales cristalizan en el sistema rómbico y monoclínico. Lo anfíboles monoclínicos son los más abundantes.
2.5 Filosilicatos: Se caracteriza por la formación de anillos hexagonales en su estructura cristalina, los cuales dan lugar a un número variable de capas planas superpuestas. Su
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http://geologia.110mb.com/mineralogia/8silicatos.htm
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nombre proviene de F ilon, que quiere decir hoja. Cada tetraedro que compone el anillo tiene 3 oxígenos en común con los 3 tetraedros vecinos. Entre los silicatos podemos encontrar a las micas, las arcillas, las cloritas y las serpentinas.
Figura 6: Estructura formada por la unión de anillos, filosilicatos. 2.5.1
Serpentinas: Cristaliza en el sistema monoclínico, son generalmente fibrosos, verdes y ricos en aguas en descomposición, pueden llegar a formar verdaderas rocas.
2.5.2
Cloritas: Cristalizan
2.5.3
Arcillas: Se caracterizan por ser granos finos, terrosos que adquieren plasticidad al mezclarse con agua. Proceden a menudo de micas.
2.5.4
Micas: Son silicatos hidrófilos, que en su composición además de encontrarse el aluminio y el silicio, también se encuentra el potasio y el sodio, el calcio, el magnesio o el hierro. Todos cristalizan en el sistema monoclínico, pero brindan una simetría aparente a la del sistema rómbico o hexagonal. Las hojas caracteristicas de estos, se encuentran unidas entre si, por iones de potasio. Como ejemplos de micas podemos encontrar a la biotita y la moscovita.
en el sistema monoclínico y poseen una exfoliación casi perfecta, baja dureza y un peso especifico pequeño. Se distinguen por su coloración verde por lo cual se les dio el nombre que proviene del griego chloros que quiere decir verde.
2.6 Tectosilicatos: Su nombre proviene del griego t ect on, que quiere decir, carpintero. Es el tipo más complejo de silicatos, dado a la asociación que presentan los tetraedros que lo componen, que es del tipo tridimensional, en donde cada átomo de oxigeno pertenece a dos tetraedros, teniendo en cuenta que si el silicio Si ocupa el centro del tetraedro, las valencias de todos los elementos que componen el tetraedro quedan satisfechas, razón por la cual todas las variedades de sílice pertenecen a este tipo de estructura. En el caso de que la sílice sea sustituido por aluminio tenemos los feldespatos, y en caso dado de que la sustitución por aluminio sea mayor obtenemos los feldespatoides. Una de las caracteristicas de los minerales que pertenecen al grupo de los tectosilicatos es que la mayoría no poseen color o son de colores blancos o grises pálidos. 5
Figura 7: Estructura tridimensional observada en los tectosilicatos 2.6.1
2.6.2
Sílices: La mayor parte de la sílice se encuentra en forma de cuarzo, del cual existen diversos tipos que se diferencian por su red cristalina o por su morfología exterior. y
Cuarzo:
mineral que cristaliza en prismas hexagonales apuntados en pirámides hexagonales, habitualmente transparente y muy duro, es resistente a los agentes físicos y químicos y a veces coloreados por las impurezas.
y
Calcedonias
y ópalos: presentes en las rocas sedimentarias. La calcedonia se trata de sílice anhidro y el ópalo de sílice hidratado; la calcedonia se forma por amontonamiento de cristalitos de cuarzo que le confieren la contextura fibrosa; el ópalo, aunque fue considerado amorfo, ahora se sabe que está conformado por agregados de crisobaltita, cuyo desorden favorece la presencia de agua y iones extraños, forma piedras semipreciosas que son nombradas según sus colores.
Feldespatos: Son los minerales mas abundantes de la corteza terrestre, se pueden encontrar dos clases de feldespatos, los alcalinos o plagioclasas y los potásicos u ortoclasa. Suelen presentar buena exfoliación en ambas direcciones, su dureza es aproximadamente 6. Son constituyentes por lo general de rocas ígneas, pero pueden encontrarse en casi cualquier tipo de roca. Ortoclasa: o feldespatos potásicos se caracterizan por cristalizar en el monoclínico. Plagioclasas: o feldespatos calcosodicos que se caracterizan por cristalizar en el triclínico. y y
La alteración en los feldespatos, generan micas blancas, la sericita y los minerales arcillosos. 2.6.3
Feldespatoides: Son de composición muy parecida a la de los feldespatos, pero con mayor cantidad de ion extraños en su estructura. Aparecen en rocas con menos de un 51% en sílice y muy ricas en sodio y potasio. Son elementos a menudo muy alterables y las principales representantes de este grupo son la Nefelina característica de las rocas sódicas, como las fonolitas, y la Lucita potásica, que es común en l as lavas del Vesubio.
2.6.4
Otros tectosilicatos: Entre este grupo encontramos las werneritas, que son feldespatos unidos a agrupaciones como CO3Ca, SO4Ca, entre otros, las sodalitas que son minerales en los que hay una asociación entre feldespatoides con los grupos CO3Ca, SO4Ca y, las zeolitas que son silicatos hidratados de sodio, potasio y calcio con aluminio en la red. 6
3. CONCLUSIONES y
y
y
La forma tetraédrica que caracteriza al cristal formado en los silicatos y, su composición es la que da origen a la gran variedad que este tipo de mineral presenta en la corteza terrestre. La disposición y los tipos de uniones que presenten los tetraedros van a definir el tipo de silicato que sea tal mineral. El origen de la roca en donde se encuentre el mineral, el silicato, afceta en la disposición de los tetraedros y por tanto el tipo de si licato formado.
4. BIBLIGOGRAFIA y y y y
y
Imágenes
de las estructuras: http://www.geovirtual.cl/geologiageneral/ggcap02c.htm http://geologia.110mb.com/mineralogia/8silicatos.htm http://ocw.uc3m.es/ciencia-e-oin/ceramicas-y-vidrios/bloque-ii/Silicatos.pdf DOUGLAS, Eugiene, Conceptos y Modelos de Quimica Inorganica, Segunda Edicion, Editorial Reverté, Paginas 226 a 2230. BELLAIR, Pierre, Tratado de geología, paginas 50 a 70
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