RESOLUCIN DEL PRIMER EXAMEN DE MINERALOGAFecha: 29 de abril de
2013
1. Respecto de las unidades estructurales que forman los
elementos cobre (tipo oro) y carbono (tipo diamante).
a. Indique el nmero de tomos ms prximos a un tomo central.
Justifique.Para el Cu: Nmero de alrededores = 12
Justificacin: Empaquetamiento compacto, enlace metlico (no
direccional), estructura metlica.Para el Diamante: Nmero de
alrededores = 4
Justificacin: Hibridacin sp3, enlace covalente (direccional),
estructura covalente.b. Si la estructura tipo diamante se
describira como el modelo de empaquetamiento cbico compacto, con el
50% de espacios tetradricos ocupados Considera Ud. que el
porcentaje de espacios ocupados ser 74%? Justifique su respuesta
basndose en los respectivos Clculos. Datos: Radios inico, atmico y
covalente del C: 15, 91 y 77 pm.
La diagonal del cubo contiene 4 veces 2R = 8R
a = 8(0,77)/3 = 3,556 (dato calculado)a = 3,5670 (dato
experimetal)Entonces:
c. Establezca una semejanza y un diferencia, de tipo estructural
y en un propiedad fsica., entre ambos elementos.
E
S
T
R
U
C
T
U
R
A
LSemejanzasElementoCeldaRetculoEmpaquetamiento
CuCbicaFCbico Compacto
CCbicaFCbico Compacto
DiferenciasElementoSlido CristalinoContenido celda(Z)I.E.Ocupado
de Huecos TetradricosNmero de alrededores
CuMetlico40,74No hay12
CCovalente80,3450%4
F
S
I
C
ODiferenciasElementoDensidad ()DurezaConductividad
ElctricaBrillo
Otros
Cu1,5Si conduceAdamantinoMaleable
C3,510No conduceMetlicoFrgil
2. Si el parmetro axial de una estructura tipo FLUORITA es de
5,4626 y los radios del Ca2+ y F1-. son 100 pm y 136 pm,
respectivamente.a. Identifique el nmero de coordinacin de cada uno
de los iones y basndose en el modelo de empaquetamiento de esferas,
describa su unidad estructural.
Nmero de coordinacin Ca2+: 8 iones F1-Nmero de coordinacin F1- :
4 iones Ca2+
Descripcin segn modelo de empaquetamiento:Los cationes (Ca2+)
presentan empaquetamiento denso cbico y los aniones (F1_) ocupan el
100% de los espacios teradricos, determinando una celda cbica F de
cationes con 8 aniones en el interior de la celda con arreglo cbico
P.b. Represente su proyeccin en el plano (001) y en base a los
datos, determine la arista de su celda.
c. Compare el valor de arista obtenido con el valor reportado y
correlacione estos valores en base a la Regla de Fajans.
Segn la Regla de Fajans:
El 0,23% de diferencia entre el valor calculado con el valor
experimental denota claramente que el modelo de esferas cumple bien
Catin Ca2+ es un catin pequeo de alta carga (2+) por lo que es
dbilmente polarizante, generando una covalencia mnima hacia el Anin
F-. La polarizacin implica distorsin de la nube electrnica es
pequea, por lo que su tratamiento de esferas rgidas es aceptable.
Es por esta misma razn que la arista de la celda de la FLUORITA
difiere slo en un valor mnimo.d. Complete la idea, escribiendo los
trminos adecuados:Cerca del 90% de la corteza terrestre est formada
por SILICATOS. Estas son sustancias covalentes, formadas por
enlaces esencialmente covalentes parcialmente inicos, cuya unidad
estructural es un tetraedro formado por un tomo de Silicio en la
parte central
e. Complete el cuadro
MineralComposicinSistemaZPosible Tipo de RetculoTipo de
Silicato
HemimorfitaZn4Si2O7(OH)2Rmbico4FSorosilicato
CaolinitaAl4Si4O10(OH)8Monoclnico1PFilosilicato
TopacioAl2SiO4(OH,F)2Ortorrmbico4FNesosilicato
ActinolitaCa2(Mg,Fe)5Si8O22(OH)22Monoclnico2CInosilicatos
3. Respecto al ordenamiento de las unidades estructurales y los
reemplazamientosa. Defina Isomorfismo, diga a qu da lugar e indique
el nombre de dos grupos.
Es un fenmeno que ocurre en ciertos slidos cristalinos de
presentar diferente composicin qumica, pero igual estructura
cristalina. Este fenmeno da lugar a la formacin de grupos
mineralgicos o soluciones slidas, para la formacin de grupos
isomorfos y de soluciones slidas, se deben cumplir los siguientes
requisitos:1 Las estructuras de cada mineral independiente deben
ser isoestructurales, es decir el mismo tipo de celda unidad y el
mismo tipo de retculo.
2 Para la presencia de sustitucin o diadoquia de elementos en
una sola estructura cristalina y la consiguiente formacin de
solucin slida los elementos reemplazantes deben cumplir:
a) El tamao de los elementos reemplazantes no debe exceder del
15%.b) La carga entre los elementos reemplazantes no debe exceder
en 1 unidad.Ejemplo de Grupos isomorfos:
Grupo CalcitaGrupo Aragonito
Calcita CaCO3Magnesita MgCO3Siderita FeCO3Aragonito
CaCO3Cerusita PbCO3Whiterita BaCO3
Solucin slida total : Olivino
Forsterita Mg2SiO4Fayalita Fe2SiO4
b. La ortosa (KAlSi3O8) y la albita (NaAlSi3O8) son dos
aluminosilicatos que no forman una solucin slida A qu tipo de
silicato pertenece cada uno? Explique por qu no se produce la
diadoquia o reemplazamiento total de estos minerales.
Cuando se dice aluminosilicato, el Aluminio forma parte del anin
(AlSi3O8)1- por lo que se observa que el in Al3+ ha reemplazado a
un in de Si4+, por ello se asumir que se tienen 4 iones de Si4+,
entonces se considera la relacin Si:O de 4:8 simplificndose de 1:2
por lo que su clasificacin corresponde al tipo tectosilicato.
Con respecto a la diadoquia, esta no se producir debido a que no
cumplen con el requisito de ser isoestructurales y an cuando sus
cargas son iguales entre el K+ y Na+, el tamao de los iones K+ y
Na+ es probable que excedan el lmite del 15%.
Ana Mara Osorio Anaya/ Jos Salgado.
QUOTE )
_1428919368.unknown
