La materia inorgánica del suelo está constituida por minerales, sustancias que son importantes porque aportan nutrientes para las plantas y desempeñan funciones esenciales para ellas. El estudio de su composición química permitirá abordar contenidos relacionados con la clasificación de compuestos químicos inorgánicos (óxidos, hidróxidos, sales, ácidos), así como la clasificación de las sales y su respectiva nomenclatura química.
El 98% de la corteza terrestre está formada por ocho elementos químicos (Tabla 1), de los cuales el silicio y el oxígeno constituyen el 75%. En el 25% restante podemos encontrar más de 90 elementos químicos en menor cantidad. La gran mayoría se encuentran combinados químicamente, formando más de 2 mil minerales.
Oxígeno .........46.6%
Silicio ............ 27.7%
Aluminio ........ 8.1%
Hierro .............5.0%
Calcio ............ 3.6%
Sodio ............ 2.8%
Potasio .......... 2.6%
Magnesio .......2.1%
TABLA 1. Los ocho elementos de la corteza terrestre que se encuentran en un porcentaje superior a 1%.
Minerales
Los minerales son sustancias inorgánicas naturales que poseen estructuras atómicas y composiciones químicas definidas. La mayor parte de los minerales están constituidos por dos o más elementos, formando compuestos químicos. Sin embargo, aunque existen aquellos que contienen un sólo elemento, como es el caso del carbono, el cual se puede encontrar en forma de grafito o diamante. Algunos de estos minerales presentan fórmulas químicas sencillas, pero las fórmulas de otros son más complejas.
Una de las clasificaciones importantes de los minerales es, de acuerdo a su función química, en óxidos, hidróxidos, sales. Éstas últimas se dividen en oxisales y haluros o hidrasales. Algunas de ellas poseen moléculas de agua dentro de su estructura química, por lo que reciben el nombre de sales hidratadas.
En la siguiente tabla se presentan las fórmulas químicas y los nombres de algunos minerales.
Las rocas que se encuentran en la corteza terrestre están constituidas por mezclas de minerales, y algunas por un solo mineral. Lo mismo sucede con el suelo, ya que éste es parte de la corteza terrestre. Las rocas se clasifican en ígneas, metamórficas y sedimentarias; de las últimas, un ejemplo es la caliza, la cual está formada por una mezcla de carbonatos de calcio y magnesio en proporciones variables.
Los minerales dominantes en estas rocas son feldespato, anfibol, piroxeno, cuarzo, arcilla, mica, limonita y carbonatos minerales.
La gran variedad de minerales del suelo, y en general de la corteza, se encuentran en forma de sales y se clasifican de acuerdo al anión presente en su estructura química, de tal forma que hay sulfuros, carbonatos, fosfatos, nitratos, silicatos y óxidos, como puede observarse en el esquema siguiente:
Los minerales dominantes en estas rocas son feldespato, anfibol, piroxeno, cuarzo, arcilla, mica, limonita y carbonatos minerales.
La gran variedad de minerales del suelo, y en general de la corteza, se encuentran en forma de sales y se clasifican de acuerdo al anión presente en su estructura química, de tal forma que hay sulfuros, carbonatos, fosfatos, nitratos, silicatos y óxidos, como puede observarse en el esquema siguiente:
Los sulfuros resultan de la combinación de azufre con no metales y metaloides como As, Sb, Bi, Se, y Te, por ejemplo, Argentita Ag2S y Calcosina Cu2S. Las características de estos minerales es que poseen aspecto metálico, peso específico elevado y opacidad.
Los haluros, que resultan de la combinación de metales con no metales tienen una composición química
sencilla, son incoloros, con poca dureza, solubles en agua y aspecto salino, por ejemplo Fluorita CaF2, halita NaCl.
Los óxidos poseen una estructura compleja en la que los oxígenos se disponen formando estructuras tetraédricas u octaédricas. Entre estas estructuras están inmersos metales como Mg, Zn, Fe, Al, Cr, o Mn. Ejemplo de estos minerales son las espinelas, magnetita, crisobelino.
Los carbonatos tienen como fórmula general R-CO3, (ión carbonato) donde R puede corresponder a los metales: Ca, Mg, Zn, Fe, Al, Co, Sr, Ba o Pb. El catión (metal) determina la estructura del mineral, son incoloros o blancos, poseen poca dureza, producen efervescencia al tratarlos con ácido y desprenden CO2. Algunos ejemplos de estos minerales son Magnesita MgCO3 y dolomita MnCO3.
Los sulfatos pueden ser anhidros, es decir, sin agua en su estructura, tales como Anhidrita CaSO4, celestina SrSO4, entre otros. Presentan un aspecto no metálico, poca dureza y una composición típicamente tetraédrica. Los sulfatos hidratados, llamados antiguamente vitriolos, son sulfatos de Mg, Fe, Zn, Cu, Co, y Mn. Contienen en su estructura moléculas de agua. Algunos, al perderla, cambian de color si lo poseen, y lo recuperan al hidratarse; son solubles en agua. Ejemplos de estos minerales son epsonita MgSO4 • 5 H2O, calconita CuSO4 • 5 H2O (es azul cuando está hidratada y blanca cuando pierde agua).
Los fosfatos poseen una estructura cristalina, constituida por tetraedros que contienen P, As y V. Pueden estar con oxidrilos, agua de cristalización, o simplemente de adsorción. Ejemplo de esos minerales son Monacita, CePO4, y Vivianita, Fe3(PO4)2 • 8 H2O .
Los silicatos son los componentes más importantes de las rocas, constituyen el 95% de la corteza terrestre.
Los minerales pueden estar formados por la misma clase de elementos y presentar diferentes características. Esta variación depende de la temperatura a la cual cristaliza, lo que determina la forma que adquiere el cristal. Así por ejemplo, la calcosina rómbica, Cu2S, se forma por debajo de los 103° C, y la Cu2S se forma arriba de los 103° C.
Los haluros, que resultan de la combinación de metales con no metales tienen una composición química
sencilla, son incoloros, con poca dureza, solubles en agua y aspecto salino, por ejemplo Fluorita CaF2, halita NaCl.
Los óxidos poseen una estructura compleja en la que los oxígenos se disponen formando estructuras tetraédricas u octaédricas. Entre estas estructuras están inmersos metales como Mg, Zn, Fe, Al, Cr, o Mn. Ejemplo de estos minerales son las espinelas, magnetita, crisobelino.
Los carbonatos tienen como fórmula general R-CO3, (ión carbonato) donde R puede corresponder a los metales: Ca, Mg, Zn, Fe, Al, Co, Sr, Ba o Pb. El catión (metal) determina la estructura del mineral, son incoloros o blancos, poseen poca dureza, producen efervescencia al tratarlos con ácido y desprenden CO2. Algunos ejemplos de estos minerales son Magnesita MgCO3 y dolomita MnCO3.
Los sulfatos pueden ser anhidros, es decir, sin agua en su estructura, tales como Anhidrita CaSO4, celestina SrSO4, entre otros. Presentan un aspecto no metálico, poca dureza y una composición típicamente tetraédrica. Los sulfatos hidratados, llamados antiguamente vitriolos, son sulfatos de Mg, Fe, Zn, Cu, Co, y Mn. Contienen en su estructura moléculas de agua. Algunos, al perderla, cambian de color si lo poseen, y lo recuperan al hidratarse; son solubles en agua. Ejemplos de estos minerales son epsonita MgSO4 • 5 H2O, calconita CuSO4 • 5 H2O (es azul cuando está hidratada y blanca cuando pierde agua).
Los fosfatos poseen una estructura cristalina, constituida por tetraedros que contienen P, As y V. Pueden estar con oxidrilos, agua de cristalización, o simplemente de adsorción. Ejemplo de esos minerales son Monacita, CePO4, y Vivianita, Fe3(PO4)2 • 8 H2O .
Los silicatos son los componentes más importantes de las rocas, constituyen el 95% de la corteza terrestre.
Los minerales pueden estar formados por la misma clase de elementos y presentar diferentes características. Esta variación depende de la temperatura a la cual cristaliza, lo que determina la forma que adquiere el cristal. Así por ejemplo, la calcosina rómbica, Cu2S, se forma por debajo de los 103° C, y la Cu2S se forma arriba de los 103° C.
