Mineral

Los minerales pueden ser descritos por varias propiedades físicas que se relacionan con su estructura química y composición.

Otros grupos minerales importantes son los elementos nativos, sulfuros, óxidos, haluros, carbonatos, sulfatos y fosfatos.

Los minerales son compuestos químicos, y, como tales, pueden ser descritos por una fórmula fija o una variable.

Muchos grupos de minerales y especies están compuestos por una solución sólida; las sustancias puras generalmente no se encuentran debido a la contaminación o sustitución química.

Por ejemplo, el grupo del olivino se describe por la fórmula variable (Mg, Fe)2SiO4, que es una solución sólida de dos especies de miembro extremo, la forsterita rica en magnesio y la fayalita rica en hierro, que se describen mediante una fórmula química fija.

[2]​: 2–4  Una disposición atómica ordenada da lugar a una variedad de propiedades físicas macroscópicas, como la forma cristalina, la dureza y la exfoliación.

Los minerales se clasifican según la variedad, especie, serie y grupo, en orden creciente de generalidad.

Por ejemplo, los feldespatos plagioclasa comprenden una serie continua que va desde el miembro extremo de la albita, rica en sodio (NaAlSi3O8), hasta la anortita, rica en calcio (CaAl2Si2O8), con cuatro variedades intermedias reconocidas entre ellas (recogidas en orden de riqueza del sodio al calcio): oligoclasa, andesina, labradorita y bytownita.

En la naturaleza, los minerales no son sustancias puras, y se contaminan por otros elementos que están presentes en el sistema químico dado.

Un ejemplo común de sustitución química es el del Si4+> por Al3+, que están próximos en carga, tamaño y abundancia en la corteza terrestre.

En mineralogía, debido a su abundancia en la corteza terrestre, los poliedros de coordinación se consideran generalmente en términos del oxígeno.

Otro ejemplo son los aluminosilicatos cianita, andalucita y silimanita (polimorfos, ya que comparten la fórmula Al2SiO5), que se diferencian por el número de coordinación del Al3+; estos minerales transitan de uno al otro como una respuesta a los cambios en la presión y en la temperatura.

Por ejemplo, la halita (NaCl), la galena (PbS) y la periclasa (MgO) pertenecen todas al grupo de puntos hexaoctahedral (familia isométrica), ya que tienen una estequiometría similar entre sus diferentes elementos constitutivos.

Estas diferencias surgen en correspondencia a cómo el aluminio se coordina dentro de la estructura cristalina.

[2]​: 5  Los silicatos más importantes que forman rocas son los feldespatos, los cuarzos, los olivinos, los piroxenos, los anfíboles, los granitos y las micas.

Hay dos estilos estructurales principales observados en los no-silicatos: el empaquetamiento compacto y los tetraedros enlazados como aparecen en los silicatos.

Las estructuras compactas son una manera de empaquetar densamente átomos y reducir al mínimo el espacio intersticial.

Análogos a los tetraedros de sílice enlazados son los tetraesdros que forman los iones SO4 (sulfato), PO4 (fosfato), AsO4 (arseniato), y VO4 (vanadato).

Estos tetraedros de sílice son luego polimerizados en algún grado para crear otras estructuras, como cadenas unidimensionales, láminas bidimensionales o armazones tridimensionales.

Es común que el Si4+ sea sustituido por Al3+ debido a la similitud en radio iónico y en carga; en otros casos, los tetraedros de [AlO4]5− forman las mismas estructuras que lo hacían los tetraedros no sustituidos, pero los requisitos del equilibrio de cargas son diferentes.

Tienen una estructura basada en un entramado tridimensional de tetraedros (ZO4) con los cuatro vértices ocupados por el ion O2- compartidos, lo que implica relaciones Z:O=1:2.

La característica principal de los filosilicatos es su disposición en capas, que ocasiona hábitos típicos fácilmente reconocibles (minerales hojosos o escamosos).

Los anfíboles están generalmente hidratados, es decir, que tienen un grupo hidroxilo ([OH]−), aunque puede ser reemplazado por un fluoruro, un cloruro, o un ion de óxido.

Estos anillos están generalmente apilados en la estructura y determinar canales que puede estar vacíos u ocupados por iones o moléculas.

Otro ciclosilicato es el berilo, Al2Be3Si6O18, cuyas variedades incluyen piedras preciosas como la esmeralda (verde) y la aguamarina (azulado).

Las epidotas se encuentran en diversos entornos geológicos, que van desde las cordilleras oceánicas a los granitos y hasta las metapelitas.

El topacio (Al2SiO4(F, OH)2, que se encuentra a menudo en pegmatitas graníticas asociadas con turmalina, piedra preciosa es un mineral común.

[2]​: 654  Relacionados con los sulfuros están las raras sulfosales, en las que un elemento metálico está unido al azufre y a un semimetal, como antimonio, arsénico o bismuto.

Los minerales haluros son compuestos en los que un halógeno (flúor, cloro, yodo y bromo) es el anión principal.

Son 51 familias agrupadas en 7 divisiones, un grupo grande y diverso, que sin embargo, tiene solo unas pocas especies relativamente comunes.