Locos por la Geología

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Este trabajo debe citarse como:

Moretti, L.M., Morrás, H., Sanabria, J., Argüello, G.L., 2012. Mineralogía y Micromorfología de Paleosuelos en la Pampilla de Los Gigantes, Córdoba. Actas XIX Congreso Latinoamericano y XXIII Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo, Mar del Plata. Editado en CD

Trabajo Moretti Mar Del Plata[1] by Graciela L. Argüello on Scribd

Hace bastante tiempo, les señalé de pasadita, al hablar de una de las propiedades de los minerales – específicamente el color– de ciertas sustancias que se denominan cromóforos, y que hoy vamos a ver con un poco más de detalle, sobre todo relacionándolos con las piedras preciosas.

¿Qué son los cromóforos?

Suelen denominarse iones cromóforos, iones colorantes, o cromóforos a secas, a ciertos elementos que sin definir el quimismo de una sustancia, están presentes en ella en cantidades traza, y son capaces de modificar el comportamiento del compuesto, con respecto a la transmisión de la luz incidente.

¿Cuáles son los cromóforos que comúnmente aparecen en las piedras preciosas?

Aquellos elementos que tienen una ubicación aproximadamente central en la Tabla periódica, y que por tal razón forman parte del conjunto que suele conocerse como elementos o metales de transición. De entre ellos, los que afectan particularmente al color de las piedras preciosas, son los que tienen número atómico entre 21 y 30, y son específicamente: Titanio (Ti), Vanadio (V), Cromo (Cr), (del que toman el nombre las sustancias que nos ocupan) Manganeso (Mn), Hierro (Fe), Cobalto (Co), Níquel (Ni) y Cobre (Cu).

¿Por qué los elementos mencionados se comportan como modificadores del color en muchos casos?

Porque este grupo de elementos químicos constituye una franja en la que los orbitales van saturando de electrones sus capas y subcapas de manera alternada. Esto les da a esas partículas una cierta libertad de movimiento entre orbitales cuando absorben energía, como la que provee la luz incidente. Esa relativa libertad se manifiesta al observador humano como modificaciones del color.

Por supuesto, van a tener que recordar algunos conceptos químicos que conocerán seguramente de su pasaje por el secundario y de la propia Universidad, si es que han estudiado carreras que incluyan esa materia.

¿Qué conceptos de química conviene recordar en este punto?

Los conceptos que debemos recordar para mejor entender lo dicho, son los de orbital atómico, capa y subcapa. Repasémoslos.

Un orbital atómico es una región del espacio donde existe la mayor probabilidad de encontrar al menos un electrón. Por supuesto hablamos del espacio ocupado por una sustancia o cuerpo material dado.

Cada electrón se posiciona en algún lugar de una capa que se define por una serie de números cuánticos de valores enteros.

El número cuántico (n) principal crece con la distancia al núcleo atómico. Cuanto más cerca de él está el orbital, menor es su número cuántico principal. En otras palabras se numeran desde el núcleo hacia afuera.

Cada capa puede contener un cierto número máximo de electrones y tiene un número cuántico n, asociado con un particular rango de energía en función de su distancia al núcleo. Por regla general, cada capa sólo puede recibir o entregar electrones si todas las anteriores a ella están ya completamente ocupadas. La valencia de un elemento resulta de la ocupación de la capa más externa entre las que presentan electrones. Esas valencias determinan las propiedades y comportamientos químicos del átomo en cuestión.

Las capas posibles se conocen como K, L, M, N, O, P, y Q, con numeros cuánticos que van de 1 a 7 respectivamente.

En cada capa, existe un número máximo de electrones, según se ve más abajo:

(1ª) Capa K hasta 2 electrones
(2ª) Capa L hasta 8 electrones
(3ª) Capa M hasta 18 electrones
(4ª) Capa N hasta 32 electrones
(5ª) Capa O hasta 50 electrones
(6ª) Capa P hasta 72 electrones
(7ª) Capa Q hasta 98 electrones

Como ya venimos adelantando, los electrones se disponen ordenadamente, primero en la capa más próxima al núcleo y cuando ésta alcanza su número máximo de electrones, los siguientes se colocan en la capa que sigue hasta que se satura, y así sucesivamente, hasta agotar los electrones disponibles.

Para que la cosa no sea tan sencilla, cada capa se compone a su vez de una o más subcapas, que a su vez se componen de los orbitales atómicos que definimos al inicio de este punto.

Las subcapas se denominan s, p, d, f, correspondientes a las iniciales en inglés de la palabra que mejor define su distribución o posición en el espacio tridimiensional. Esa palabras son: sharp (aguda), principal, difuse (difusa) y fundamental.

También acá hay un cierto orden ya que la primera capa (K) tiene una subcapa, llamada 1s; la segunda capa (L) tiene dos subniveles denominados 2s y 2p; la tercera (M),  tiene 3s, 3p y 3d; la cuarta (N) tiene las subcapas 4s, 4p, 4d y 4f; y así sucesivamente.

Pero ya dijimos que los elementos cromóforos, son los díscolos que no saturan sus capas de manera absolutamente predefinida, sino que eventualmente llenan sus subcapas de manera saltuaria. Y eso explica lo que debíamos explicar.

¿Qué ejemplos pueden mencionarse de la relación cromóforo- color de gemas?

Veamos algunos casos paradigmáticos:

El más importante de los cromóforos en Gemología es el Cr porque da color a las piedras preciosas más jeraquizadas, además de poder otorgar dos colores, el rojo y el verde, y hacerlo según líneas de absorción muy nítidas, lo que hace que los colores que genera sean intensos. El rubí y la espinela reciben de él su color rojo; mientras que le da tonalidad verde a la esmeralda, la jadeíta, y puede también colorear el topacio rosa entre otras gemas.

Además, produce la variedad alejandrita del crisoberilo, que tiene la particularidad de verse verde con luz natural, y roja con luz artificial. Esto sucede porque la alejandrita presenta intensidades iguales para ambos colores, pero la luz natural tiene más longitudes en el rango de los verdes, y la artificial en la banda de los rojos.

Al Fe le deben el color los granates variedad almandino y piropo, el zafiro y los crisoberilos amarillos y verdes, la turmalina verde, y las espinelas verde y azul. Son resultados de su presencia los tonos rosados de la turmalina roja, la espessartita, la rodocrosita y la rodonita.

El Ti es responsable del zafiro azul; el V del zafiro violeta; el Ni de la crisopasa y la garnierita.

El Cu da su color a la turquesa, y por supuesto a las malaquitas y azuritas, aunque allí no es un simple cromóforo, sino que es constituyente principal, razón por la cual esos dos minerales son idiocromáticos.

En algún otro momento veremos otras circunstancias que modifican el color y no se deben a cromóforos.

Si este post les ha gustado como para llevarlo a su blog, o a la red social, por favor, mencionen la fuente porque esta página esta registrada con IBSN 04-10-1952-01.
Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.
P.S.: La imagen que ilustra el post corresponde a las malaquitas y azuritas (minrales idiocromáticos) que se exhiben en el Museo de Los Ángeles, en Estados Unidos, y fue tomada por el Pulpo. Puede encontrarse en el Fliker de Dayana.

Hoy les voy a presentar una página que descubrí en la red, y que puede ser de gran utilidad para principiantes, alumnos de los primeros cursos de las carreras de Geología y coleccionistas de minerales y rocas.

Se trata de la GU͍A INTERACTIVA DE MINERALES Y ROCAS,  que surge como un material didáctico de apoyo para los alumnos de segundo curso de la carrera de Ingenieros de Montes de la Universidad Politécnica de Madrid.

Debido al público para el cual fue concebida esta guía, está lejos de ser completa, y se centra sólo en aquellos minerales de especial importancia petrogénica y en aquellas rocas que con mayor facilidad se puede encontrar en la Península Ibérica.

También la información suministrada es decididamente técnica, dejando afuera algunos conceptos relativos a génesis y paragénesis, entre otros. Es además muy sintética, pero para el público que he mencionado más arriba, es una ayuda interesante, y un buen punto de inicio para comenzar a reconocer los geomateriales.

Y ahora, les cito palabras textuales de la página, que considero de vital comprensión, como yo misma he señalado en otro post:

…surgió una primera idea de crear un amplio fichero fotográfico que, si bien no podría reemplazar unas prácticas de reconocimiento, para las que en muchas ocasiones resulta imprescindible realizar determinadas comprobaciones organolépticas (táctiles, gustativas, etc.), al menos pudiera ilustrar visualmente de forma extensa al alumno.

Estando esto debidamente aclarado, les presento ahora al equipo que participó en la confección de la página y que estuvo coordinado por el Dr. Agustín Rubio Sánchez (Profesor Titular de Universidad)

Los restantes integrantes son:

– Dr. Alfredo Blanco Andray (Profesor Titular de Universidad)

– D. Luis Antonio Muñoz de la Fuente (Profesor Titular de Escuela Universitaria)

– D. Darío Lanza Vidal (Becario del Proyecto)

– Dña. Elena Blanco Martín (Becaria Dpto. de Silvopascicultura)

Los espero el próximo miércoles con alguna información útil para los amantes de la Geología.

Un abrazo. Graciela.

Hoy les presento una foto tomada de la página institucional de la Secretaría de Minería de Córdoba, en la que se pueden ver características del feldespato.

Esta ficha es útil para el público que se interesa en coleccionar minerales, o simplemente en conocerlos. Es de la página de la Secretaría de Minería, como se lee al pie de la imagen misma. También la foto al pie es del mismo sitio.