miércoles, 4 de noviembre de 2009

Isomorfismo y polimorfismo mineral

En la Naturaleza ocurren de forma abundante distintas transformaciones de unos minerales en otros, destacando dos posibles procesos:
  • El isomorfismo: Ver concepto y ejemplos, especialmente las series isomórficas de los olivinos y de las plagioclasas en la wikipedia. También os recomiendo leer un artículo sobre el coltán en mi blog de CTM.
  • El polimorfismo: El fenómeno por el cual una misma especie química puede originar diversas estructuras y, en consecuencia, diferentes tipos de minerales se denomina polimorfismo. Las estructuras correspondientes se denominan variantes o bien modificaciones polimorfas. Cada una de ellas es estable en un determinado campo de temperatura y de presión; representa la configuración reticular de mínima energía posible para unas determinadas condiciones. La transición de una variante polimorfa a otra puede ser rápida o lenta, reversible o irreversible, facilitado por las condiciones de temperatura o presión. Ejemplos típicos son los polimorfos minerales del carbono puro: grafito y diamante, así como el dimorfismo del carbonato de calcio: aragonito y calcita.
Otro proceso curioso es el pseudomorfismo, cuando la forma externa de un mineral puede que se conserve incluso después de transformaciones. La composición y estructura del pseudomorfo es totalmente distinta al mineral del cual adopta su forma. Por ejemplo, la pirita puede convertirse en limonita conservando su estructura. Podemos agruparlo, según su manera de formarse en:
  • Sustitución, es una renovación gradual del material primario, sin reacción química. Ej. Sustitución de las fibras de madera por sílice.
  • Incrustación, se deposita una costra de un mineral sobre otro. Ej. El cuarzo se incrusta en cubos de fluorita y cuando esta desaparece, deja el molde del cuarzo.
  • Alteración, adición parcial de material nuevo. Ej. El paso de la anhidrita a yeso por adición de agua.

3 comentarios:

  1. Buenas, soy estudiante de Biologia en la UAM. En un examen que tuve de Geologia habia esta pregunta: "¿ Que minerales cumplen la propiedad polimorfica?" el problema es que no debia poner ejemplos sino agruparlos todos dentro de uno o mas tipos de minerales. No veo a mi profesora de Geologia hasta dentro de un mes y la verdad no me apetece ir hasta su despacho que esta en la otra punta del campus solo para preguntarla sobre una duda del examen.¿Sabrias responderla?.

    Por cierto, enhorabuena por incentivar ya desde chavales a tus alumnos con un blog como este.

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  2. Se cumplirá polimorfismo de forma natural cuando unas circunstancias naturales se den debido a cambios físico-químicos del medio de cristalización del mineral. La existencia de polimorfos está ligada a las diferentes condiciones termodinámicas que existen en el momento de su formación, así como a otros factores (pH, presencia de impurezas, tiempo, etc.). De esta manera, el diamante (C), que cristaliza en el sistema regular o cúbico, requiere para su formación temperaturas y presiones elevadas, mientras que el grafito, que también es carbono puro, cristaliza en el sistema hexagonal y requiere presiones y temperaturas moderadas.
    Otro ejemplo es el trimorfismo del nesosilicato de aluminio (Si O5 Al2): andalucita (Al, Al [Si O4] O), que cristaliza en el sistema rómbico con aluminio en coordinación 6 y 5, siendo típico de ambientes metamórficos de baja presión y temperatura; sillimanita (Al [Si Al O5]), del sistema rómbico con aluminio en coordinación 6 y 4 y típico de altas temperaturas; y distena o cianita (Al2 [Si O4] O), con aluminio en coordinación 6, que cristaliza en el sistema triclínico y es típico de altas presiones. En este mineral los iones Al3+ forman columnas octaédricas en capas onduladas que se unen entre sí por tetraedros [Si O4]4-, de tal forma que la base de cada tetraedro pertenece a una capa y el vértice a la capa vecina. En la andalucita, la mitad de los iones de aluminio se halla en un “cerco” poco común de cinco iones de oxígeno, mientras que en la sillimanita la mitad de los iones aluminio tienen coordinación cuatro y va formando, junto con iones de sílice, cadenas continuas de [Al Si O5]3-.

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