826626 _ 0336-0361.qxd 10 1/2/07 17:56 Página 336 Los minerales OBJETIVOS 1. Aprender qué son los minerales y cuáles son sus componentes y sus características. 2. Diferenciar entre la materia amorfa y la materia cristalina. 3. Conocer la clasificación de los minerales, y los representantes más importantes de cada grupo. 4. Reconocer los procesos que pueden dar origen a los minerales. 5. Estudiar las principales propiedades de los minerales y aprender a identificarlos. 6. Conocer los modos en que se extraen y los usos que se da a los minerales. 7. Aprender a elaborar una tabla con las propiedades de los minerales, para poder reconocerlos. CONTENIDOS CONCEPTOS • • • • PROCEDIMIENTOS, DESTREZAS Y HABILIDADES • Observación, interpretación e identificación de fotografías de minerales. • Elaboración de tablas y esquemas. • Análisis de textos científicos. ACTITUDES • Interés por conocer y diferenciar los minerales más comunes. • Valorar los usos de los minerales. Los minerales: definición, componentes, características. (Objetivos 1 y 4) Materia amorfa y materia cristalina. (Objetivo 2) Clasificación y origen de los minerales. (Objetivos 3 y 4) Propiedades, extracción y usos de los minerales. (Objetivos 5 y 6) EDUCACIÓN EN VALORES Educación para la salud La minería es una actividad económica que genera riesgos para la salud humana, tanto para la de los trabajadores de las minas como para la de las poblaciones locales, por el impacto de estas actividades en el medio ambiente. Los efectos nocivos más comunes de la minería son: irritaciones y problemas pulmonares producidos por ventilación inadecuada y exposición a polvo dañino; contaminación sonora; riesgo de accidentes 336 y contaminación del agua potable. En las minas bajo superficie existe el riesgo de accidentes producidos por inundaciones, explosiones o derrumbamientos. Los procesos metalúrgicos, por su parte, generan residuos tóxicos, en su mayor parte metales pesados que actúan como venenos en los organismos. Hoy día, los gobiernos exigen a las compañías mineras que cumplan la legislación vigente en relación a normas de seguridad, salud e impacto ambiental de la minería. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 826626 _ 0336-0361.qxd 1/2/07 17:56 Página 337 COMPETENCIAS QUE SE TRABAJAN Conocimiento e interacción con el mundo físico Matemática En la sección Ciencia en tus manos, Análisis de resultados, pag.165, tras la experimentación de presupuestos científicos, se propone uno de los métodos para presentar las conclusiones, en este caso en forma de tabla de datos. En la actividad 35, perteneciente a la sección UN ANÁLISIS CIENTÍFICO, aparece una vez más el lenguaje de las matemáticas. Esta actividad tiene como finalidad crear en el lector un hábito de cálculo, que le permita comprender en toda su extensión la información que se le proporciona de forma anecdótica. En la sección EN PROFUNDIDAD, Explotaciones mineras e impactos ambientales, pag. 164, se analizan los métodos de extracción de minerales, las consecuencias negativas para el medio ambiente y las actuaciones necesarias para evitarlas. Esta sección plantea una reflexión acerca de los efectos reales que toda actividad humana tiene sobre el entorno natural. Comunicación lingüística La actividad 5 propone la búsqueda de información en el anexo Conceptos clave. La sección UN ANÁLISIS CIENTÍFICO, Las actividades mineras, pág. 167, expone una serie de hechos relacionados con las explotaciones mineras. El objetivo de las actividades es desarrollar la comprensión lectora a partir del texto. Cultural y artística Ninguna otra categoría de la naturaleza se asemeja tanto a las manifestaciones artísticas del ser humano como los minerales. La gran variedad de sus colores y la perfección de sus formas nos ofrecen una oportunidad excepcional para admirar la belleza en su manifestación más pura: la naturaleza. Por otra parte, el fragmento de El médico que se reproduce en EL RINCÓN DE LA LECTURA, describe un proceso artesano, una forma de manifestación cultural. La lectura detallada de este proceso permite valorar la complejidad de la realización de una obra artística, por muy sencillo que sea su aspecto final. CRITERIOS DE EVALUACIÓN PRUEBAS DE EVALUACIÓN CRITERIOS DE EVALUACIÓN Ejercicios prueba 1 Ejercicios prueba 2 a) Definir mineral y distinguirlo de roca. (Objetivo 1) 2 6 b) Conocer componentes y características de los minerales. (Objetivo 1) 10 9 c) Diferenciar entre minerales amorfos y cristalizados. (Objetivo 2) 3 10 d) Explicar los distintos procesos que originan a los minerales. (Objetivo 4) 7 4 e) Reconocer los dos grandes grupos de minerales y mencionar representantes de cada grupo. (Objetivo 3) 4, 5 f) Explicar las propiedades de los minerales. (Objetivo 5) 6 3, 7 g) Exponer las distintas formas de extracción de minerales y sus usos. (Objetivo 6) 8 5, 8 h) Identificar y clasificar minerales según su brillo, dureza y densidad. (Objetivo 5) 1 1 i) Elaborar tablas con propiedades de minerales. (Objetivo 7) 9 2 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 337 826626 _ 0336-0361.qxd 10 24/1/07 19:15 Página 338 FICHA 1 RECURSOS PARA EL AULA LOS MINERALES (I) CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES En 1938, H. Strunz propone por primera vez la clasificación cristaloquímica de los minerales. Desde entonces hasta ahora se han realizado actualizaciones ajustando determinaciones estructurales y precisando con más detalle las composiciones químicas. Con este criterio de clasificación, los minerales se dividen en nueve clases. Dentro de cada clase hay una serie de subdivisiones denominadas tipos, grupos, series y familias, hasta llegar a la especie mineral. Las nueve clases son las siguientes: CLASES ABUNDANCIA I. ELEMENTOS: (ALEACIONES, CARBUROS, NITRUROS, FOSFUROS) Cobre [Cu], plata [Ag], oro [Au], mercurio [Hg], hierro-níquel [Fe,Ni], platino [Pt], arsénico [As], antimonio [Sb], bismuto [Bi], grafito [C], diamante [C], azufre [S]. 50 II. SULFUROS, SELENIUROS, TELURUROS, ARSENIUROS, ANTIMONIUROS Y BISMUTUROS Calcosina [Cu2S], bornita [Cu5FeS4], blenda [ZnS], calcopirita [CuFeS2], pirrotina [Fe11S12], niquelina [NiAs], galena [PbS], cinabrio [HgS], antimonita [Sb2S3], pirita [FeS2], marcasita [FeS2], rejalgar [AsS], oropimente [As2S3]. 300 III. HALOGENUROS Sal gema o halita [NaCl], silvina [KCl], fluorita [CaF2], carnalita [KCl · MgCl2 · 6 H2O], criolita [Na3AlF6]. 100 IV. ÓXIDOS E HIDRÓXIDOS Cuprita [Cu2O], espinela [MgAl2O4], magnetita [FeFe2O4], cromita [FeCr2O4], corindón [Al2O3], hematites [Fe2O3], rutilo [TiO2], casiterita [SnO2], uraninita [UO2], bauxita [Al2O3 ⋅ n H2O], goetita [FeOOH], limonita [Fe2O3 ⋅ n H2O]. 250 V. NITRATOS, CARBONATOS Y BORATOS Magnesita [MgCO3], calcita [CaCO3], dolomita [CaMg(CO3)2], aragonito [CaCO3], azurita [Cu3(OHCO3)2], malaquita [Cu(OH)2CO3], bórax [Na2B4O5(OH)4 ⋅ 8 H2O]. 200 VI. SULFATOS, CROMATOS, MOLIBDATOS Y WOLFRAMATOS Glauberita [CaNa2(SO4)2, anhidrita [CaSO4], celestina [SrSO4], baritina [BaSO4], yeso [CaSO4 ⋅ 2 H2O], scheelita [CaWO4], wulfenita [PbMoO4], wolframita [(Fe,Mn)WO4]. VII. FOSFATOS, ARSENIATOS Y VANADATOS Apatito [Ca5(F,Cl,OH)(PO4)3], monacita [CePO4], mimetita [Pb5Cl(AsO4)3]. VIII. SILICATOS (Ver la página siguiente). IX. SUSTANCIAS ORGÁNICAS Whewellita [CaC2O4 ⋅ H2O], ámbar [resinas]. 338 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 200 350 500 20 826626 _ 0336-0361.qxd 10 24/1/07 19:15 Página 339 FICHA 2 RECURSOS PARA EL AULA LOS MINERALES (II) LOS SILICATOS Los silicatos constituyen el grupo más importante de minerales, ya que en su conjunto conforman el 90 % de la corteza terrestre. La subdivisión interna de este grupo se hace sobre la base de criterios estructurales y no químicos, suponiendo una unidad fundamental (SiO4)4−. Esta unidad consiste en un tetraedro con un átomo de silicio ocupando la posición central y cuatro átomos de oxígeno dispuestos de manera que comparten un electrón con otros cationes y dan lugar a una estructura cristalina. La clasificación de los silicatos está basada en la geometría del armazón cristalino; se reconocen seis grupos: 1. Nesosilicatos. Los grupos tetraédricos aislados están unidos a otros similares con un catión distinto del silicio. Ejemplos: olivino, almandino (granate), grosularia (granate), circón, sillimanita, andalucita, topacio. 2. Sorosilicatos. Dos tetraedros unidos por un vértice formando un grupo (Si2O6)2−, relacionados entre sí con cationes distintos al silicio. Ejemplos: epidota, clinozoisita, zoisita. Nesosilicatos Sorosilicatos 3. Ciclosilicatos. Tres, cuatro o seis tetraedros se unen para formar un anillo. Ejemplos: berilo, cordierita, turmalina. 4. Inosilicatos. Están formados por cadenas lineales de tetraedros de longitud indefinida. Ejemplos: piroxenos (diópsido, jadeíta, augita, etc.) y anfíboles (hornblenda, glaucofana, etc.). 5. Filosilicatos. Los tetraedros conforman una malla plana formada por hexágonos. Ejemplos: talco, micas (moscovita, biotita, glauconita, lepidolita, etc.), arcillas (montmorillonita, vermiculita, caolinita, sepiolita). 6. Tectosilicatos. Los tetraedros conforman una malla tridimensional compleja uniéndose por los cuatro vértices con presencia de aluminio en lugar de silicio en el centro de algunos de los tetraedros lo que permite que cationes diversos (Na+, Ca2+, K+) se incluyan en el edificio cristalino. Ejemplos: feldespatos (sanidina, ortosa, microclina, etc.) y plagioclasas (albita, anortita, etc.) y cuarzo. Ciclosilicatos Inosilicatos Filosilicatos Tectosilicatos Figura 1. Esquemas de los tipos de estructura de los silicatos. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 339 826626 _ 0336-0361.qxd 10 24/1/07 19:15 Página 340 FICHA 3 RECURSOS PARA EL AULA UNA COLECCIÓN DE MINERALES Y ROCAS COLECCIONAR MINERALES Y ROCAS se ha convertido en un gran entretenimiento para muchas personas. Existen otras razones, aparte de la ilusión, que contribuyen a potenciar el coleccionismo de estos materiales, tales como la riqueza de minerales y rocas en el lugar de residencia, el conocimiento de la geología del lugar, la bibliografía accesible y la motivación fomentada desde la escuela y la familia. LOCALIZACIÓN DE LOS YACIMIENTOS La proximidad de los yacimientos hace que sea más factible visitarlos en muchas ocasiones. No obstante, si no se conoce el yacimiento que se pretende visitar, interesa buscar y obtener información en publicaciones sobre los minerales y rocas que podemos encontrar en dicho yacimiento. Para ello, podemos consultar bibliografía de carácter divulgativo o publicaciones especializadas de organismos oficiales. La consulta de cartografía resulta imprescindible. Una norma importante es respetar los yacimientos, de forma que se puedan seguir extrayendo más ejemplares cuando dejemos el yacimiento. Una persona que sea coleccionista debería ser, ante todo, un naturalista y debe siempre respetar la naturaleza, por encima de cualquier otra consideración. TIPOS DE YACIMIENTOS Los yacimientos para minerales pueden ser minas o canteras. Las laderas erosionadas y los lugares en donde se hayan realizado obras de construcción (carreteras, desmontes, etc.) pueden ser una fuente importante de rocas y minerales, ya que pueden haber dejado expuestos algunos materiales. Si la intención es ir a una mina o cantera aún en explotación, debe solicitarse un permiso a la empresa correspondiente. En minas o canteras abandonadas hay que extremar las medidas de precaución, pues existe un riesgo real de desprendimientos. MATERIAL DE TRABAJO Es importante llevar una piqueta de geólogo, un cincel y un martillo. Unas gafas de seguridad son recomendables para evitar impactos de fragmentos de rocas cuando las golpeemos. También debemos llevar una lupa, libreta y bolígrafo o lapicero para tomar las notas que consideremos oportunas, así como material que pueda servirnos para transportar las muestras que se tomen. Pueden servirnos bolsitas de plástico, envases de plástico, etc. RECOGIDA DE MUESTRAS La extracción de las muestras de minerales se debe realizar con mucho cuidado. Es recomendable empezar a golpear, muy suavemente, a varios centímetros alrededor del ejemplar y evitando vibraciones bruscas. En cuanto a las rocas, dependerá del tipo de roca que se pretenda recoger y de la abundancia de las mismas en el lugar de la recogida, pero suelen requerir menos cuidados que los minerales. PREPARACIÓN Y CLASIFICACIÓN Una vez recogidas, las muestras deben limpiarse con cuidado. La limpieza puede hacerse con agua con un poco de detergente y utilizando un cepillo para eliminar los residuos que puedan tener adheridos. Si el mineral es muy delicado, se puede aplicar una laca o resina sintética que ayudará a su conservación. Los minerales hidrosolubles deben estar perfectamente secos y aislados de la humedad mediante bolsitas de plástico o recipientes transparentes. 340 Una vez limpios los ejemplares, conviene conservarlos en cajitas clasificadoras correctamente etiquetados. En una colección es importante confeccionar un fichero donde aparezca recogida la información referente a la muestra: nombre, composición, sistema cristalino, clasificación, lugar de recogida, fecha de recogida, etc. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 826626 _ 0336-0361.qxd 10 24/1/07 19:15 Página 341 FICHA 4 RECURSOS PARA EL AULA OBSERVACIÓN DE MINERALES OBSERVACIONES Y EXPERIENCIAS SIMPLES Observación de minerales bajo la lupa binocular • Pueden tomarse diferentes muestras de la colección de minerales del Centro. Lo ideal sería seleccionar especies de minerales que se presenten formando cristales muy pequeños o masivos, e incluso minerales en los que no se aprecien formas poliédricas externas, para que se vean bajo la lupa. Otras formaciones interesantes para ser observadas son las maclas. • Esta experiencia sirve para mostrar que no todos los minerales son cristales, a pesar de que posean estructura cristalina interna. Determinación de la dureza de un mineral • Con esta experiencia se puede trabajar de forma directa el concepto de dureza de un mineral. Para realizar esta actividad se necesitan los minerales que forman la escala de dureza de Mohs, o una selección de los minerales de las colecciones del Centro para obtener esa escala. • Se elegirá un mineral que no pertenezca a la escala y se tratará de averiguar su dureza en función de si es rayado o no por los minerales de la escala de Mohs. De esta forma, si un espécimen es rayado por un mineral determinado de la escala, pero no por el anterior, se deducirá que su dureza es un valor intermedio entre las durezas conocidas de ambos minerales. Observación de rocas ornamentales • Observa una selección de rocas ornamentales pulidas de la colección del Centro. Puedes usar una lupa de mano o binocular. • Otra forma sencilla de observar una buena selección de rocas ornamentales es hacer un recorrido por tu localidad. Muchos edificios están recubiertos por rocas ornamentales pulimentadas, ideales para observar. • En las calizas utilizadas como ornamentales es relativamente frecuente encontrar las siguientes estructuras: micropliegues, microfallas, agregados de algas, belemnites, ammonites, foraminíferos, etc. Trata de obtener el máximo de información posible de cada roca, incluyendo su tipo, su origen, sus características, su aplicación... 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 341 826626 _ 0336-0361.qxd 10 24/1/07 19:15 Página 342 FICHA 5 RECURSOS PARA EL AULA CLAVE SIMPLIFICADA DE MINERALES Material Objetivo Aprender a manejar una clave sencilla de minerales para conocer el nombre de la especie mineral. • Colección de minerales con las siguientes especies: galena, pirita, biotita, ortosa, cuarzo, calcita, halita, fluorita, yeso y talco. • Clavos de acero. • Ácido clorhídrico diluido al 10 %. PROCEDIMIENTO Se dividirá la clase en pequeños grupos de alumnos y alumnas, que tomarán un ejemplar de la pequeña colección de minerales que emplearemos para la práctica. Observarán la muestra y practicarán una serie de sencillas pruebas, indicadas en la clave, para llegar a determinar el nombre del mineral. Los ejemplares se pueden intercambiar entre los grupos de alumnos. OBSERVACIONES El ácido clorhídrico es corrosivo. Conviene añadir sobre el ejemplar una sola gota. Para mayor seguridad, se debe tener el ácido en un frasco gotero y se debe colocar el mineral sobre papel secante, que absorberá cualquier posible salpicadura. Después de la experiencia se debe lavar el ejemplar con abundante agua bajo el grifo y secarlo perfectamente con papel secante. Clave simplificada de minerales 1.A. Minerales con brillo metálico............................................................................................... 2 B. Minerales con brillo no metálico.......................................................................................... 3 2.A. Color gris acerado. Mineral pesado. Exfoliación cúbica ........................................................ Galena B. Color dorado. Suele presentar cristales bien formados......................................................... Pirita 3.A. Mineral de color oscuro. Se puede separar fácilmente en láminas ....................................... Biotita B. Mineral de color claro ......................................................................................................... 4 4.A. Mineral más duro que el acero............................................................................................ 5 B. Mineral menos duro que el acero........................................................................................ 6 5.A. Presenta exfoliación. Aspecto en prismas cortos. Color blanco o rosado............................... Ortosa B. No presenta exfoliación. Aspecto en prismas hexagonales acabados en punta. Puede ser masivo. Diferentes colores según la variedad ...................................................... Cuarzo 6.A. Reacciona con el ácido clorhídrico produciendo efervescencia ............................................ Calcita B. No reacciona con el ácido clorhídrico.................................................................................. 7.A. Mineral salado. En cubos o masivo. Color blanco o incoloro................................................. Halita B. Mineral no salado ............................................................................................................... 8 8.A. Mineral que se raya con la uña ........................................................................................... 9 B. Mineral que no se raya con la uña. Color violeta, incoloro, blanco, verde ............................. 342 7 Fluorita 9.A. Cristales con exfoliación perfecta o en masas. Incoloro, blanco, gris o rojo ........................... Yeso B. Tacto jabonoso. Blanco o gris (con pátina de oxidación)...................................................... Talco 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 826626 _ 0336-0361.qxd 10 24/1/07 19:15 Página 343 FICHA 6 RECURSOS PARA EL AULA LOS CRISTALES Material Objetivo Construir en papel algunos ejemplos de cristales para familiarizarse con algunas formas de cristalización de minerales. • Modelos de cristales fotocopiados y ampliados. • Barra de pegamento. • Tijeras de puntas redondeadas. PROCEDIMIENTO Fotocopiar los modelos ampliándolos. Se recortarán los modelos y se pegarán por la zona de las solapas para construir los cristales. Puede ser un trabajo individual o en pequeño grupo. Modelos de cristales Tetraedro Prisma triclínico CUESTIONES 1 Busca en la colección de minerales del Centro algún mineral cuyos cristales correspondan a algún modelo de los que has construido. 2 Consulta en una guía de minerales los nombres de algunos minerales que cristalicen igual que los cristales de esta práctica. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 343 826626 _ 0336-0361.qxd 10 24/1/07 19:15 Página 344 FICHA 7 RECURSOS PARA EL AULA DIARIO DE LA CIENCIA Un mineral podría ayudar a limpiar la contaminación de los vertidos de petróleo La geóloga Celia Marcos dirige un grupo de científicos de la Universidad de Oviedo que trabajan en un proyecto de investigación con un mineral llamado vermiculita. La vermiculita tiene un aspecto parecido al de la mica y aparece en tamaños que varían desde algunos centímetros hasta muy pocos milímetros. Para que este mineral obtenga las cualidades que le permiten retener en su superficie las sustancias contaminantes ha de pasar por varios procesos para modificar su estructura. Durante uno de ellos, el mineral es sometido a una fase de calentamiento donde ha de soportar temperaturas de más de 1 000 grados en unos pocos minutos. Al terminar este proceso, la vermiculita sería capaz de absorber hasta el 90 % de los componentes contaminantes presentes en un vertido. Celia Marcos explicó que la vermiculita es un mineral barato y muy abundante que se utiliza en la construcción, al ser también un buen aislante térmico y acústico. Su utilización no serviría para eliminar la masa negra de petróleo en las playas, que ya se recoge por medios físicos, sino el resto de componentes que dejan los vertidos en las aguas del mar. Investigadores españoles clasifican un nuevo mineral descubierto en Badajoz Se le bautizó con el nombre de calderonita en homenaje al geólogo Salvador Calderón, autor de Los minerales de España, donde se describen todos los minerales conocidos en la península Ibérica hasta 1910. Los primeros ejemplares de calderonita fueron encontrados en 1984 en una mina de plomo de Badajoz por José González, profesor del departamento de Petrología de la Universidad Complutense de Madrid. En esta universidad se examinó su estructura y su composición química para poder clasificarlos. En diciembre de 2003, los investigadores confirmaron que las muestras pertenecían a un tipo de mineral desconocido hasta el momento. Se le ha dado el nombre de calderonita, es de color rojizo y tiene un alto contenido en plomo y en vanadio. Desde 1789 solo se han descrito y admitido en España veinticinco nuevas especies de minerales. En tan solo tres de estos descubrimientos han intervenido exclusivamente científicos españoles. Crean un mineral más duro que el diamante Hasta ahora los diamantes se han utilizado en una gran variedad de aplicaciones científicas y tecnológicas debido a propiedades que los hacen únicos, como la dureza. El nuevo mineral ha sido creado por un grupo de físicos alemanes de la Universidad de Bayreuth, dirigido por la doctora Natalia Dubrovinskaia. Para lograrlo se sometieron moléculas de carbono a altísimas presiones, 200 veces superiores a la presión atmosférica. 344 La nueva forma de carbón resultante se conoce como ADNR. Debido a que el nuevo material es más duro que el diamante y resiste temperaturas de varios cientos de grados, se espera que tenga numerosas aplicaciones industriales. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 826626 _ 0336-0361.qxd 10 24/1/07 19:15 Página 345 RECURSOS PARA EL AULA ESQUEMA MUDO 1 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 345 826626 _ 0336-0361.qxd 10 346 24/1/07 19:15 Página 346 RECURSOS PARA EL AULA ESQUEMA MUDO 2 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 826626 _ 0336-0361.qxd 10 24/1/07 19:15 Página 347 RECURSOS PARA EL AULA ESQUEMA MUDO 3 ESCALA DE MOHS G F G F G F 1. 2. 3. 4. 1. 4. 2. 5. 3. 6. G 7. 5. 6. F 8. 9. 10. 7. 9. 8. 10. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 347 826626 _ 0336-0361.qxd 10 24/1/07 19:15 Página 348 RECURSOS PARA EL AULA SUGERENCIAS EN LA RED MINERALES DE ESPAÑA http://greco.fmc.cie.uva.es Página preparada por el departamento de Física de la Materia Condensada, Cristalografía y Mineralogía de la Universidad de Valladolid. Contiene 500 imágenes e información sobre 3 000 especies con muchas localizaciones geográficas. MINERALOGÍA DESCRIPTIVA El oro. La maravillosa historia del general Johan August Suter BLAISE CENDRARS. Ed. Alianza. Esta novela es un retrato de la América de los pioneros, tierra virgen y apenas civilizada, repleta de oportunidades para hombres audaces y con iniciativa. Centrada en la existencia de Johann August Suter, emigrante suizo al Nuevo Mundo, narra la pintoresca peripecia del hombre sobre cuyas tierras se precipitó la avalancha, desatada en California a partir de 1848, por la primera «fiebre del oro», y que paradójicamente lo llevó a la ruina. http://www.uned.es/cristamine/min_descr/ mindesc_mrc.htm Se trata de un curso de mineralogía descriptiva del sitio web Cristamine. Posee un buscador de minerales muy interesante. Se puede encontrar con una caracterización de clases y subclases de minerales y la descripción de sus propiedades. GEMOLOGY WORLD http://www.cigem.ca/ Instituto Canadiense de Gemología. Página en inglés. Este sitio posee un libro electrónico de gemas donde aparecen fotografías, descripciones y los lugares donde se encuentran en el mundo. GEOLOGYLINK http://www.college.hmco.com/geology/resources/ geologylink/index.html Contiene gran cantidad de recursos sobre geología. Incluye secciones muy interesantes, como The Earth Today y Geology in the News. LIBROS Minerales del mundo WALTER, SCHUMANN. Ediciones Omega. 348 DVD/PELÍCULAS Tesoros hundidos. El mundo submarino. Documental SAV. El Nuestra Señora de la Concepción fue un galeón español que naufragó el 2 de noviembre de 1641, hundiéndose con un cargamento de oro y plata. Guiados por el famoso buscador de tesoros Remy de Haeven, el comandante Cousteau decide lanzarse a la aventura. Cristal oscuro. 1982. Columbia Tristar Home Video. Director: Jim Henson. Hace mil años el Cristal oscuro fue dañado por un Urskeks y empezó un período de caos para el planeta. Ahora tiene que ser reparado; de lo contrario, el demonio Skekses se quedará con el control absoluto. El oro de MacKenna. 1969. Columbia Tristar Home Video. Director: J. Lee Thomson. Gregory Peck y Omar Sharif luchan por encontrar un alijo de oro legendario en esta aventura ambientada en el salvaje Oeste. En el territorio de Arizona, el jefe de policía Sam MacKenna es la única persona viva que conoce la tortuosa ruta que lleva al fabuloso «Cañón del Oro». 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 826626 _ 0336-0361.qxd 10 24/1/07 19:15 Página 349 EVALUACIÓN PRUEBA DE EVALUACIÓN 1 1 Describe el mineral que tienes en la fotografía e identifícalo. ¿Qué tipo de mineral es? Explica las características del grupo. 2 ¿Qué es un mineral y qué es una roca? Explica algunas características de la composición de los minerales. 3 Explica la diferencia entre un mineral amorfo y uno cristalizado. 4 Explica características de los minerales de arcilla y menciona representantes de este grupo de minerales y sus utilidades. ¿Este grupo de minerales son silicatos o no silicatos? 5 Completa el siguiente cuadro: Mineral Grupo Mica Cuarzo Calcita Olivino Oro Halita 6 ¿Qué es la dureza? ¿Cómo se mide? Explica cómo se realiza el análisis para conocer la dureza de un mineral. 7 ¿Cómo se ha formado la calcita que forma las estalactitas? ¿A qué grupo pertenece la calcita y cuál es su composición? 8 Explica qué tipo de excavación tienes a la derecha, cómo se realiza la explotación de un mineral, el impacto ambiental que puede tener una excavación de este tipo y posibles medidas correctoras de ese impacto. 9 Identifica los minerales atendiendo a las propiedades de la tabla. Mineral Color Dureza Aspecto Características Rojo Se raya con el clavo Irregular, no cristalizado Es muy denso Transparente, blanco Se raya con el clavo Forma cristalina Hace burbujas al echarle un ácido Varios colores Se raya con la uña Forma cristalina Soluble en agua 10 Explica las tres características que definen a un mineral. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 349 826626 _ 0336-0361.qxd 10 24/1/07 19:15 Página 350 EVALUACIÓN PRUEBA DE EVALUACIÓN 2 1 Identifica el siguiente mineral, sabiendo que pertenece al grupo de los sulfuros, tiene brillo metálico y dureza 6-6,5. 2 Explica cómo se elabora una tabla con propiedades de minerales. ¿Qué propiedades incluirías para que la información te resulte útil? 3 Explica qué es la escala de Mohs y en qué está basada. ¿Cómo se puede comprobar el valor de la dureza de un mineral? ¿Qué rayan los minerales que están por encima del 7 en la escala de Mohs? 4 ¿Cómo pueden originarse los minerales? Pon un ejemplo de cada uno. 5 Completa el siguiente cuadro: Mineral Utilidad Yeso Platino Galena Minerales de arcilla Cuarzo 6 El oro nativo ¿es una roca o un mineral? Explica por qué. 7 ¿En qué consiste la exfoliación? Menciona minerales que tengan esta característica. 8 ¿Qué son la mena y la ganga en una explotación minera? ¿Qué tipos de explotaciones existen? Explica en qué consiste el impacto que una mina a cielo abierto puede tener en el medio ambiente. 9 Indica cuáles de las siguientes afirmaciones son falsas y razona por qué: a) Los ejemplares de un mismo mineral tienen propiedades distintas según las variaciones en su composición. b) Los minerales amorfos son minerales cuyos componentes están dispuestos de forma ordenada. c) Las rocas están constituidas por minerales. d) Los minerales tienen origen inorgánico, pueden ser naturales o artificiales y tienen una composición química variada. 10 ¿Qué diferencia un mineral amorfo de uno cristalizado? 350 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 826626 _ 0336-0361.qxd 10 24/1/07 19:15 Página 351 ATENCIÓN A LA DIVERSIDAD AMPLIACIÓN 1 Elabora una tabla para recoger información sobre estos minerales. Puedes recoger los siguientes apartados: composición, color, dureza y aplicaciones. Olivino, biotita, magnetita, pirita, granate y halita. 2 ¿Es correcto llamar cristal al vidrio de las ventanas? ¿Por qué? 3 Explica la diferencia entre minerales amorfos y cristalizados. 4 ¿Existe alguna explotación de la que se extraigan minerales de interés industrial cerca de tu localidad? Busca datos sobre esta instalación minera y elabora un breve informe sobre ella. Dicho informe debe recoger la localización de la mina, tipo de mina, mena y ganga, utilidad del mineral o roca, restauración y medidas correctoras del impacto ambiental. 5 Explica cómo se origina el yeso y describe características de este mineral, como la dureza, el color, la utilidad. 6 De acuerdo con la escala de Mohs indica por qué minerales puede ser rayado y a cuáles rayaría un granate de dureza 6,5. 7 ¿Cuáles son los minerales que forman el granito? ¿A qué grupo de minerales pertenecen? ¿Cuál es la característica de este grupo? 8 ¿Cuáles son los componentes más comunes de los minerales? 9 ¿Qué minerales se encuentran en le grupo de los no silicatos? ¿Qué tienen en común estos minerales? 10 Identifica los siguientes minerales, indicando a qué grupo pertenecen y algunas características, como color y dureza: a b c d 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 351 826626 _ 0336-0361.qxd 10 24/1/07 19:15 Página 352 ATENCIÓN A LA DIVERSIDAD REFUERZO 1 ¿En qué se diferencian, fundamentalmente, unos minerales de otros? 2 ¿Cuáles son las características que definen a los minerales? 3 ¿Qué criterio se usa para clasificar a los minerales en dos grupos? Describe los dos grupos y pon ejemplos. 4 ¿Cuáles de las siguientes sustancias son minerales y cuáles no lo son? Razona la respuesta. a) Agua. b) Oro. c) Cuarzo. d) Glucosa. 5 ¿Qué es la escala de Mohs? ¿Qué quiere decir que el valor de dureza del diamante es 10? 6 Identifica y clasifica los siguientes minerales en silicatos y no silicatos: a b c 7 Explica las siguientes propiedades de los minerales: color de la raya y brillo. Pon ejemplos. 8 Define: a) Mineral amorfo. b) Mina. c) Exfoliación. d) Silicato. 9 Explica cómo se originan los minerales. Pon ejemplos. 352 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 826626 _ 0336-0361.qxd 10 24/1/07 19:15 Página 353 PROPUESTA DE ADAPTACIÓN CURRICULAR ATENCIÓN A LA DIVERSIDAD FICHA 1: LOS MINERALES Recuerda que... Las rocas son los materiales que forman la parte sólida de nuestro planeta, es decir, la corteza terrestre. Están formadas por minerales. Los minerales y las rocas se diferencian por su composición. Los minerales tienen una composición homogénea, es decir, están formados por una sola sustancia. Dos minerales de la misma especie son siempre idénticos en su composición, aunque provengan de zonas muy diferentes de la Tierra. Las rocas, en cambio, tienen una composición heterogénea. Están formadas por varias sustancias, cuya proporción varía dentro de ciertos márgenes. Incluso las rocas que están formadas por un solo mineral, presentan ciertas variaciones en su composición. 1 Completa el cuadro sobre las propiedades de los minerales. Busca en tu libro la información necesaria. Propiedades de los minerales Propiedad Descripción y ejemplos 2 Responde a las siguientes cuestiones. • ¿Cómo se puede saber si un mineral tiene mayor dureza que otro? • Ordena los siguientes minerales según su dureza en la escala de Mohs: yeso, diamante, corindón, ortosa, fluorita, calcita. 3 Señala en las fotos siguientes las características de los minerales a las que hace referencia el texto. Fluorita. Es un mineral de color variable, en cuya forma destaca la aparición de estructuras prismáticas. El aspecto, en general, y el brillo son cristalinos. Pirita. Es un mineral que se caracteriza por su brillo metálico, y por estar compuesto por pequeñas estructuras cúbicas estriadas, dispuestas de forma variable. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 353 826626 _ 0336-0361.qxd 10 24/1/07 19:15 Página 354 ATENCIÓN A LA DIVERSIDAD MULTICULTURALIDAD ESCALA DE MOHS 1. Talco 6. Ortosa Rumano 354 2. Yeso 7. Cuarzo 3. Calcita 4. Fluorita 8. Topacio 9. Corindón Árabe 5. Apatito 10. Diamante Chino 1. 1 1. 2. 2 2. 3. 3 3. 4. 4 4. 5. 5 5. 6. 6 6. 7. 7 7. 8. 8 8. 9. 9 9. 10. 10 10. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 826626 _ 0336-0361.qxd 10 24/1/07 19:15 Página 355 SOLUCIONARIO RECUERDA Y CONTESTA 1. Los diamantes tienen tanto valor por su belleza, su gran utilidad en la industria y por el coste de su extracción. 2. El cristal de cuarzo (óxido de silicio) presenta un aspecto externo con caras planas y formas geométricas. 3. Un yacimiento mineral es una zona de la corteza donde uno o más minerales son especialmente abundantes (b). Busca la respuesta Un diamante puede rayarse con otro diamante, no existe otro mineral que lo pueda rayar. ACTIVIDADES 10.1. Un mineral es un sólido formado de forma natural por la combinación química de varios elementos, de origen exclusivamente inorgánico, que presentan la misma combinación química en todas sus partes. 10.2. Los minerales se mezclan para formar las rocas. 10.3. La diferencia entre minerales silicatos y no silicatos está en la presencia o no de silicio en su composición. Los silicatos contienen principalmente silicio y oxígeno en su composición. Los no silicatos no contienen silicio en su composición. 10.4. 10.5. El diamante es un mineral no silicato, ya que no contiene silicio en su composición. Sulfato. Sustancia pura formada por azufre, oxígeno y un metal. El yeso, por ejemplo, es sulfato de calcio. Carbonatos. Sales formadas por carbono. Derivan del ácido carbónico. Haluro. Sustancia pura formada por flúor, cloro, bromo o yodo, y un elemento metálico. La halita (cloruro de sodio) y la fluorita (fluoruro de calcio) son haluros. 10.6. Propiedades ópticas: color, brillo y color de la raya. Propiedades mecánicas: dureza y exfoliación. 10.7. En el caso de una explotación de galena, la mena sería la galena, ya que es el material útil que se busca y extrae, y la roca caliza constituiría la ganga o material sobrante. 10.9. 10.10. Una reforestación consiste en la plantación de especies arbóreas en un lugar donde existían previamente. «Respuesta abierta». Ejemplo: repoblación de las escombreras de las minas de la cuenca minera del Río Tinto con cítricos y frutales. 10.11. La tabla puede ser idéntica en estructura, pero el contenido dependerá del material de que disponga el alumno para realizarla. Podemos aprovechar para hacer un inventario de la colección de minerales del laboratorio del centro. 10.12. Si el clavo no raya al mineral, significa que este es más duro que el material del que está hecho el clavo. Por tanto, y según el criterio de dureza establecido por Mohs, la sustancia más dura, en este caso el mineral, rayará a la sustancia más blanda, en este caso el clavo. 10.13. Ejemplo de ficha. NOMBRE DEL MINERAL: Color: Foto o dibujo Aspecto: Dureza: Color de la raya: Características especiales: Óxido. Sustancia formada por oxígeno y otro elemento. Sulfuro. Sustancia pura formada por el azufre y otro elemento. Del latín, sulfur: azufre. 10.8. lodos son los embalses donde se acumulan los líquidos contaminantes resultantes del lavado del material. Un estudio de impacto ambiental es un estudio destinado a identificar y evaluar los potenciales impactos positivos y negativos que pueda causar la implementación, operación, mantenimiento y abandono de un proyecto, obra o actividad, con el fin de establecer las correspondientes medidas para evitar, mitigar o controlar aquellos que sean negativos e incentivar los positivos. El estudio se realiza previamente a la explotación minera. Las escombreras de una mina son los materiales sobrantes de la excavación amontonados. Las balsas de 10.14. Hay más oxígeno en las rocas de la litosfera. 10.15. El papel, azúcar, madera, cera y mantequilla no son minerales porque son de origen orgánico. La sal, la calcita y el cinabrio son minerales porque cumplen las tres características: natural, de origen inorgánico y composición química homogénea. El plástico no es mineral porque es una sustancia creada artificialmente. El agua líquida no es un mineral porque no es un sólido. 10.16. No todos los minerales tienen oxígeno en su composición, aunque la gran mayoría sí lo tienen. El cinabrio, por ejemplo, no tiene oxígeno en su composición. 10.17. a) Ser inorgánico; c) Tener composición química homogénea; e) Ser natural; g) Ser sólido. 10.18. Las propiedades de los minerales dependen en gran parte de su composición y de su estado de cristalización. Se dice que un mineral tiene variedades cuando en la composición de dicho mineral se encuentran diversas impurezas que modifican las propiedades de dicho mineral. Por ejemplo, el cuarzo rosa es una variedad del cuarzo, en el que algunas impurezas han variado el color original del cuarzo. 10.19. Un cristal de hielo no es un mineral porque el hielo es agua congelada y el agua es un líquido que cristaliza al solidificarse. El cristal de hielo tiene forma de estrella. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 355 826626 _ 0336-0361.qxd 10 24/1/07 19:15 Página 356 SOLUCIONARIO 10.20. La forma externa del ágata se debe a que sus componentes están desordenados, es un mineral amorfo. El cristal de roca es un mineral cristalizado, es decir, sus componentes están dispuestos de forma ordenada. El color se debe a la presencia de impurezas que modifican el color original del mineral. 10.21. El silicato de composición química más sencilla es el cuarzo, óxido de silicio, que es muy abundante en las rocas graníticas. 10.22. El lavabo, el ladrillo, la teja, el jarrón de cerámica y el plato de loza están elaborados con minerales de arcilla. 10.23. Los no silicatos son un grupo de minerales que no contienen silicio en su composición. Dentro de éstos, se clasifican en distintas categorías en función de alguna característica relacionada con su composición química. 10.24. a) Las micas pertenecen al grupo de los silicatos. b) Las micas no abundan en los sedimentos de los ríos porque se alteran rápidamente con el agua formando minerales de arcilla. c) Las micas se caracterizan por su fácil exfoliación en delgadas láminas flexibles, elásticas y muy brillantes. 10.25. La sal de mesa pertenece a los no silicatos, y a la clase de los haluros. El nombre científico de este mineral es halita. 10.26. Minerales de arcilla Micas Silicatos Proceso de transformación de minerales de arcilla en micas y otros silicatos al ser sometidos a las altas presiones y temperaturas del interior de la corteza. 10.27. Yeso Proceso de alteración de silicatos formados en el interior de la corteza terrestre. Micas Interior de una masa de roca fundida Feldespatos Altas presiones y temperaturas Calcita Cristalización de sustancias disueltas en el agua Olivino 10.28. En el caso de la lava, los minerales presentan un aspecto amorfo debido a la rapidez con que se ha enfriado, lo que no permite crecer grandes cristales, sino tan solo partículas. El granito se solidifica lentamente, lo que permite el crecimiento de cristales de mayor tamaño. De esta manera, en las rocas graníticas es posible diferenciar sus componentes minerales, y además reconocerlos como cristales. En cambio, en las rocas volcánicas no se distinguen minerales, 356 por lo que no podemos percibir el aspecto cristalino de los mismos. 10.29. La variedad a la que se refiere es de color azul oscuro, que es el color que presenta al ser iluminada con luz blanca. El otro color no es más que un efecto óptico producido por la luz ultravioleta. 10.30. La superficie de una mesa de madera tiene brillo mate. Un espejo presenta brillo vítreo. Un reloj de acero tiene brillo metálico. Una pastilla de jabón tiene brillo graso. 10.31. Un mineral que pudiera rayarse por el talco tendría dureza inferior a 1. Un mineral que rayase al talco pero fuera rayado por el yeso tendría dureza 1,5. 10.32. Lo que se ve es el color de la raya del yeso. Esto es así porque la calcita es más dura que el yeso. Cuando rayamos el yeso con la calcita, conseguimos rayarlo, y lo que vemos es la raya del yeso. Al contrario, si intentamos rayar la calcita con el yeso, lo que conseguimos nuevamente es rayar el yeso, ya que este no puede rayar a la calcita. Lo que observamos sobre la calcita es el rastro del polvo de yeso que se desprende al intentar hacer esto último. 10.33. El yeso y la mica comparten la propiedad de exfoliación; es decir, se fracturan en fragmentos que conservan las caras planas. UN ANÁLISIS CIENTÍFICO 10.34. Los pozos de una mina son la parte de la mina donde se instalan ascensores para el acceso de los mineros a la mina y la evacuación de los materiales. Las galerías es donde los mineros realizan la extracción de las rocas que contienen los minerales. 10.35. Si la mina tiene un total de 3 777 m de profundidad y sabemos que cada 100 metros aumenta la temperatura, debemos dividir 3 777 entre 100 para saber cuántas veces aumentará la temperatura en dos grados cada vez. 3 777 100 = 37,7 × 2 grados = 75,54 La temperatura aumentará en un total de 75,54 grados. 10.35. El trabajo en una mina subterránea presenta riesgos por accidentes, y además riesgos para la salud debido a la inhalación de polvo de roca. Las situaciones más peligrosas se producen cuando se perforan rocas fracturadas, por el riesgo de derrumbe, y cuando se atraviesan rocas saturadas de agua, ya que las galerías, por su estrechez, se inundan rápidamente. 10.37. c) Atravesar rocas fracturadas. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 826626 _ 0336-0361.qxd 10 24/1/07 19:15 Página 357 SOLUCIONARIO nerales porque las rocas están constituidas por minerales. RESUMEN 10.38. Impacto ambiental Explotación minera • Impacto visual • Impacto negativo en flora y fauna • Contaminación de aguas subterráneas y superficiales • Ruido • Polvo y emisiones a la atmósfera • Materiales de desecho • Manejo de productos químicos, hidrocarburos y explosivos • Impacto social y económico • Reducción al mínimo del deterioro ambiental Medidas de • Manejo de riesgos prevención, • Evacuación y depuración de líquidos contaminantes atenuación y corrección • Movilización de tierras para del impacto devolver al paisaje el aspecto anterior • Reforestación 10.39. El uso que se le dio al sílex fue el de elaboración de diferentes materiales y objetos. 10.40. Ejemplos Mineral Tipo de mineral no silicato Oro Elemento nativo Oligisto Óxido (óxido de hierro) Blenda Sulfuro (sulfuro de cinc) Epsomita Sulfato (sulfato de magnesio) Calcita Carbonato (carbonato de calcio) Fluorita Haluro (fluoruro de calcio) Mineral Galena Arcilla Calcita Oro Usos Obtención de metales y otros elementos. De la galena se obtiene el plomo. Fabricación de cerámicas. La arcilla se utiliza para fabricar loza, ladrillos y azulejos. Elaboración de diferentes materiales y objetos. La calcita se utiliza para fabricar cemente. Joyería. 10.41. Los minerales se pueden originar dentro de una masa de roca fundida, dentro de rocas sólidas sometidas a elevadas presiones y temperaturas o en la superficie terrestre, a partir de sustancias disueltas en el agua. Las rocas tienen el mismo origen que los mi- COMPRENDO LO QUE LEO 10.42. Relacionar. La masa incandescente estaba formada por carbón y mineral de hierro. 10.43. Sintetizar. Combina o mezcla (hace una aleación de) hierro forjado con barras de acero indio utilizando la fragua y el yunque. 10.44. Identificar. Se introduce la cimitarra «en hollín humedecido con vinagre de cidra…» 10.45. Aplicar. Combinaría el hierro y el acero para conseguir que el cuchillo fuera más duro y al mismo tiempo más flexible. PRUEBA DE EVALUACIÓN 1 1. El mineral de la fotografía es una pirita. La pirita tiene brillo metálico, aspecto cúbico, color amarillo latón. La pirita es un mineral no silicato, del grupo de los sulfuros. Los minerales no silicatos se caracterizan por la ausencia de silicio en su composición. 2. Un mineral es un sólido formado por la combinación de elementos químicos. Las rocas están constituidas por minerales. Los minerales son sustancias puras, es decir, están compuestos por una única sustancia. La composición de los minerales determina algunas de sus propiedades. Todos los ejemplares de un mismo mineral tienen la misma composición. 3. El mineral amorfo tiene sus componentes desordenados y el mineral cristalizado tiene sus componentes dispuestos de forma ordenada que produce materia cristalina. 4. Los minerales de arcilla son los más variados y abundantes en la superficie terrestre, ya que muchos otros silicatos, al alterarse, se transforman en estos minerales. Tienen usos industriales, como la caolinita, que se utiliza para fabricar lozas, y la montmorillonita que se usa para fabricar tejas y ladrillos. Este grupo de minerales son silicatos, ya que tienen silicio y oxígeno en su composición. 5. Mineral Grupo Mica Silicatos Cuarzo Silicatos Calcita No silicatos Olivino Silicatos Oro No silicatos Halita No silicatos 6. La dureza es una propiedad de los minerales que expresa su resistencia a ser rayado. Se mide utilizando la escala de Mohs. Para ello, se empieza intentando rayar el mineral con la uña; si no se raya, pasamos a rayarlo con una navaja, a continuación con un trozo de vidrio y, por último, si no es rayado por el vidrio, intentamos rayar el vidrio con el mineral. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 357 826626 _ 0336-0361.qxd 10 24/1/07 19:15 Página 358 SOLUCIONARIO quier característica especial que lo diferencia de otros minerales. 7. La calcita que forma las estalactitas se ha formado en la superficie terrestre, debido a la cristalización de sustancias disueltas en el agua. La calcita es un mineral no silicato del grupo de los carbonatos, que contiene carbono, oxígeno y calcio. 8. En la fotografía se puede observar una excavación a cielo abierto, estructurada en terrazas. La extracción se realiza excavando el suelo y las capas de roca hasta llegar a la zona de interés. Estas explotaciones pueden ser canteras, si son superficiales, o cortas, si alcanzan mayor profundidad. Una explotación de este tipo implica grandes movimientos de tierra, lo que produce graves impactos medioambientales. Por ejemplo, el ruido producido por los camiones, excavadoras y otros vehículos pesados; la contaminación del aire, del suelo, del agua, acumulación de residuos, destrucción de la cubierta vegetal y del paisaje. Tras la extracción del mineral y eliminación de la cubierta vegetal, queda atrás un paisaje desolado, desnudo y ausente de recursos vivos. c) A continuación se realiza el análisis y observación de cada mineral y se anota lo observado en las casillas correspondientes de la tabla. 3. La escala de Mohs es la forma de expresar la dureza de los minerales. Fue propuesta por Friedrich Mohs en 1825 y se basa en el principio de que una sustancia dura puede rayar una sustancia blanda pero no al revés. La escala va de 1 a 10, siendo el más duro el diamante, que no puede ser rayado por ningún otro mineral. Para comprobar el valor de la dureza de un mineral, se comienza rayando con la uña, y si no es rayado por esta, se intenta rayar con una navaja; a continuación, con un trozo de vidrio y, por último, se intenta rayar el vidrio con ese mineral. Los minerales por encima de 7 en la escala de Mohs rayan al vidrio. 4. Los minerales pueden originarse de tres formas: – Dentro de una masa de roca fundida situada en el interior de la corteza terrestre. Ejemplos: feldespatos y olivino. Entre las medidas correctoras del impacto están la movilización de tierras para devolver al paisaje un aspecto parecido al que tenía antes de la explotación, reforestación con las mismas especies vegetales que había antes, y evacuación de los líquidos contaminantes resultantes del proceso de lavado del mineral. 9. Mineral Color Cinabrio Rojo Calcita Yeso Dureza Se raya con el clavo Aspecto Forma cristalina Varios colores Forma cristalina Se raya con la uña Hace burbujas al echarle un ácido Soluble al agua, se usa en construcción 10. Un mineral debe presentar estas tres características: – Ser de origen natural (no valen las sustancias sintéticas). – Tener origen inorgánico. – Tener composición química homogénea. PRUEBA DE EVALUACIÓN 2 1. El mineral de la fotografía es una pirita. 2. Una tabla con propiedades de minerales se elabora de la siguiente forma: a) Decidimos qué minerales vamos a incluir en nuestra tabla, así como las propiedades que vamos a analizar; por ejemplo, el color, el brillo, la dureza, el aspecto y el color de la raya. b) Elaboramos la tabla poniendo en la parte superior las propiedades y características que vamos a anotar de cada mineral. En la última casilla apuntaremos cual- 358 – En la superficie terrestre, debido a la cristalización de sustancias disueltas en el agua. Ejemplo: yeso y calcita. Características Irregular, Es muy denso no cristalizado Transpa- Se raya con el rente, clavo blanco – En las rocas sólidas sometidas a altas presiones y temperaturas dentro de la corteza terrestre. Ejemplo: moscovita. 5. Mineral Utilidad Yeso Construcción Platino Joyería Galena Obtención de plomo Minerales de arcilla Industria cerámica Cuarzo Fabricación vidrio 6. El oro nativo es un mineral porque posee composición química homogénea; además, tiene origen inorgánico y es natural. 7. La exfoliación es la propiedad de un mineral de fracturarse en fragmentos que conservan sus caras planas. La mica se exfolia en láminas, y la galena en cubos. 8. La mena en una explotación minera es el material útil y la ganga el material sobrante que puede contaminar las aguas de arroyos y ríos. Una mina a cielo abierto puede tener gran impacto sobre el medio ambiente: ruido producido por los camiones, excavadoras y otros vehículos pesados, contaminación del aire, del suelo, del agua, acumulación de residuos, destrucción de la cubierta vegetal y del paisaje. Tras la extracción del mineral y eliminación de la cubierta vegetal, queda atrás un paisaje desolado, desnudo y carente de recursos vivos. 6. a) Falso. Los ejemplares de un mismo mineral tienen la misma composición y las mismas propiedades, aunque pueden existir diversas impurezas en la composición de algún mineral que modifique algunas propiedades como el color. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 826626 _ 0336-0361.qxd 10 24/1/07 19:15 Página 359 SOLUCIONARIO b) Falso. Los minerales amorfos son minerales cuyos componentes están dispuestos de forma desordenada. c) Verdadero. d) Falso. Los minerales tienen origen inorgánico, son naturales y tienen una composición química homogénea. 10. Un mineral amorfo tiene sus componentes desordenados, por lo que nunca puede presentar una forma con caras planas. El mineral cristalizado tiene organizados sus componentes de forma regular, siguiendo un patrón que se repite. Por esta razón, presenta generalmente formas poliédricas. AMPLIACIÓN 1. Composición Color Silicato de hierro y magnesio Verde Filosilicato de hierro y magnesio Oscuro Magnetita Óxido ferrosodiférrico Negro Pirita Sulfuro de hierro Amarillo latón pálido Granate Olivino Biotita Halita Dureza 6,5-7 Aplicación Joyería. ne dureza 2 en la escala de Mohs, se puede rayar con la uña y se utiliza en la construcción. 6. De acuerdo con la escala de Mohs, el granate podría ser rayado por el cuarzo, topacio, corindón y diamante, pues son más duros. Con el granate podrías a su vez rayar a la ortosa, apatito, fluorita, calcita, yeso y talco. 7. Los minerales que forman el granito son el cuarzo, la mica y el feldespato. Estos minerales pertenecen al grupo de los silicatos, cuya principal característica es que contienen silicio y oxígeno en su composición. 8. Los componentes más comunes de los minerales son el oxígeno, el silicio, el carbono y el calcio 9. En el grupo de los no silicatos se encuentran minerales como los carbonatos, los haluros, los sulfuros, los óxidos y los sulfatos, entre otros muchos. Todos ellos tienen en común el no contener silicio en su composición química. 10. a) Oro nativo (no silicato), de color amarillo y dureza 2,5. b) Cuarzo blanco (silicato), de color blanco y dureza 7. 2-3 Aislamientos eléctricos Imán 6-6,5 Mena de hierro Silicatos Púrpura de calcio, magnesio, etc. 6,57,5 Abrasivo. Joyería. Cloruro de sodio 2,5 Blanco c) Biotita (silicato), de color negro, dureza 2 a 3 y aspecto laminar. d) Halita (no silicato), de color blanco y dureza 2,5. REFUERZO 1. Los minerales se diferencian unos de otros por su composición química. Su composición determina algunas de sus propiedades y todos los ejemplares de un mismo mineral tienen las mismas propiedades. 2. Las características que definen a los minerales son: – Ser naturales. Condimento alimentario. 2. No, el vidrio no puede ser considerado un cristal porque el vidrio tiene una estructura amorfa mientras un cristal tiene estructura interna; es decir, sus átomos están ordenados. 3. Los minerales amorfos son aquellos cuyos componentes están desordenados y los minerales cristalizados son aquellos cuyos componentes están dispuestos de forma ordenada, lo que produce una materia cristalina. 4. Respuesta abierta. Ejemplo: Yacimiento de carbón de Cerredo, municipio Degaña, Asturias. Una parte de la mina es explotación a cielo abierto y la otra es mina subterránea. La explotación a cielo abierto contiene areniscas rígidas y pizarras, que constituyen la ganga, y el carbón, que es la mena o material útil. La explotación se realiza por bancos, utilizando explosivos para el arranque del material. Con los materiales sobrantes de la explotación se van rellenando los huecos ya explotados hasta dejarlos con la pendiente más idónea que se adapte al entorno, se cubren de tierra vegetal, se abona y se siembra, para posteriormente plantar árboles. El carbón obtenido se utiliza para la obtención de energía a través de centrales eléctricas. 5. El yeso se origina debido a la cristalización de sustancias disueltas en el agua. El yeso es un mineral no silicato, tie- – Tener origen inorgánico. – Tener composición química homogénea. 3. Los minerales se clasifican en dos grupos según el criterio de presencia o no de silicio en su composición química. Los silicatos contienen principalmente silicio y oxígeno en su composición, mientras los no silicatos carecen de silicio en su composición. El cuarzo, feldespato, micas y olivino, entre otros, son silicatos. El oro, halita, cinabrio, fluorita, etc., son minerales no silicatos. 4. a) El agua no es un mineral porque no es sólido. b) El oro es un mineral. c) El cuarzo es un mineral. d) La glucosa no es un mineral porque es una sustancia orgánica. 5. La escala de Mohs es una tabla inventada por el geólogo alemán Friedrich Mohs en 1825, en la que la dureza de los minerales se expresa con un número referido a una escala de diez minerales. El valor de dureza del diamante de 10 quiere decir que es el mineral de máxima dureza. El diamante puede rayar a todos los minerales, pero él solo puede ser rayado por otro diamante. 6. El olivino (c) y el cuarzo (b) tienen sílice en su composición química, por lo que pertenecen al grupo de los silicatos. El oro (a) no tiene sílice en su composición, es un mineral no silicato. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 359 826626 _ 0336-0361.qxd 10 24/1/07 19:15 Página 360 SOLUCIONARIO 7. El color de la raya es el color del polvillo que se produce al rayar un mineral, que no siempre coincide con el de la superficie del mineral. Por ejemplo, el oligisto tiene color de raya rojo. El brillo es la forma en que el mineral refleja la luz. Puede ser metálico, vítreo, graso o mate. Por ejemplo, el brillo de la pirita es metálico. 8. a) Mineral amorfo. Mineral cuyos componentes están desordenados y no forma cristales. b) Mina. Una mina es una instalación industrial para el aprovechamiento de recursos naturales geológicos, ya sean minerales o rocas. Las minas pueden ser subterráneas o a cielo abierto. c) Exfoliación. Es una de las propiedades de algunos minerales de fracturarse o romperse a lo largo de planos 360 y cuyos fragmentos conservan caras planas. Por ejemplo, algunos se exfolian en láminas y otros en cubos. d) Silicato. Es un mineral que contiene principalmente silicio y oxígeno en su composición. Por ejemplo, el cuarzo o las micas. 9. Los minerales se originan de tres formas: • Dentro de una roca de masa fundida situada en el interior de la corteza terrestre. • En las rocas sólidas sometidas a altas presiones y temperaturas dentro de la corteza terrestre. • En la superficie terrestre, debido a la cristalización de sustancias disueltas en el agua. 쮿 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿 826626 _ 0336-0361.qxd 24/1/07 19:15 Página 361