Aula 2 Minerais

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Curso de Engenharia Civil
Disciplina de Geotecnia
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Minerais
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Elemento químico
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Quartzo (SiO2)
46.74 %  Si
53.26 %  O
MINERAL
ELEMENTOS QUÍMICOS
Elementos químicos formam os minerais...
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ROCHA
MINERAIS
Os minerais formam as rochas....
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ROCHAS
CROSTA TERRESTRE
Rochas formam a crosta terrestre....
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Então...
 Os elementos químicos formam os minerais que formam as rochas que formam a crosta terrestre...
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Mineral
 Substância de ocorrência natural, sólida, cristalina, geralmente inorgânica com composição química específica.
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Como os elementos químicos se juntam para formar os minerais?
 Por intermédio de ligações químicas... que são ligações estabelecidas entre átomos para formar moléculas.
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Tipo de ligações nos minerais
 Iônica: formam-se pela atração elétrica entre íons de cargas opostas.
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NaCl
Halita
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 Covalente: formam compostos por compartilhamento de elétrons.
Tipo de ligações nos minerais
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Como se formam os minerais?
 Por um processo denominado de CRSITALIZAÇÃO, que é o crescimento de um sólido a partir de um gás ou líquido cujos átomos constituintes agrupam-se segundo proporções químicas e arranjos cristalinos adequados.
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Cristalização a partir de um líquido...
 Cristalização a partir de resfriamento de uma lava.
Rocha fundida
(líquida)
Lava cristalizada
(mineral/rocha)
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Cristalização a partir de um gás...
Neve
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Cristalização a partir de precipitação em um líquido saturado...
Sal de cozinha
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Com base nos elementos de simetria os cristais foram reunidos e, seis grupos, denominados sistemas cristalinos.
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Elementos de simetria
Os eixos cristalográficos são elementos de referência utilizados na descrição do mineral. Estes eixos passam pelo centro do cristal e estabelecem relações entre si que dependem da simetria cristalina. Para fins de orientação, o eixo a é o frontal, o eixo b é o lateral e o eixo c vertical. Estes eixos formam ângulos entre si.
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Eixos e ângulos cristalográficos
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Sistemas cristalinos
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Exemplo: sistema cúbico
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Magnetita - octaédrico
Pirita - cúbico
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Hábito
A forma externa do mineral é o hábito. Exemplos:
Prismático
Acicular
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Cúbico
Radial
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Prismático hexagonal
Tabular
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Fibroso
Botroidal
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Propriedade físicas
Brilho: aspecto apresentado pela superfície de fratura recente , ao refletir a luz incidente. Pode ser: vítreo, metálico, resinoso, sedoso, adamantino, fosco, etc.
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Brilho
Vítreo
Metálico
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Propriedade físicas
Cor: está relacionada com defeitos estruturais, composição química ou impurezas contidas no mineral. Pode ser característica de um determinado mineral, como por exemplo, a cor amarelo latão da pirita. Mas no geral é variável para um mesmo mineral. O quartzo, por exemplo, pode apresentar ampla variação de cores.
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Pirita
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Quartzo
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Propriedade físicas
Traço: é a cor do pó mineral que se observa quando se risca uma superfície áspera de porcelana branca e dura. Nos minerais opacos de brilho metálico (óxidos e sulfetos) esta é uma das propriedade diagnósticas para identificação da espécie.
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Traço
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Propriedade físicas
Clivagem: superfície de fratura plana, paralela a uma face real do mineral. O tipo de estrutura cristalina determina a presença ou ausência de plano de clivagem, segundo uma ou mais direções. É qualificada como perfeita, boa, distinta e imperfeita.
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Clivagem
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Clivagem
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Propriedade físicas
Fratura: superfície de quebra do mineral, independente do plano de clivagem, podendo ser do tipo irregular ou concóide, esta última igual ao vidro.
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Fratura
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Escala de Mohs
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Escala de Mohs
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Propriedade físicas
Dureza: resistência do mineral ao risco ou abrasão. É medida pela resistênciaque a superfície do mineral oferece ao risco por outro mineral ou por outra substância qualquer. A determinação da desta propriedade é referida a uma escala padrão de dureza, conhecida como Escala de Mohs.
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Propriedade físicas
Tenacidade: resistência que os minerais oferecem à flexão, ao esmagamento, ao corte, etc. Os minerais do grupo das micas são flexíveis e elásticos. O quartzo, os feldspatos e a calcita são quebradiços. O talco, o gipsita e a serpentina são sécteis.
	Sécteis: podem ser cortados por uma lâmina. 
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Micas
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Quartzo
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Feldspatos
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Calcita
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Talco
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Serpentina
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Propriedade físicas
Magnetismo: os minerais que contêm o elemento ferro são afetados pelo campo magnético. Os diamagnéticos são repelidos e os paramagnéticos são atraídos pelo imã. Os que são fortemente atraídos pelo imã são chamados ferromagnéticos, como é o caso da magnetita (Fe3O4).
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Magnetita
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Propriedade físicas
Peso específico: corresponde ao peso do mineral em relação ao peso de igual volume de água, sendo assim calculado:
	Peso específico = peso do mineral no ar/peso do mineral no ar - peso do mineral na água.
 
	O resultado da determinação deve ser obtido com precisão para auxiliar a identificação do mineral. O valor é constante para cada espécie pois tem relação com a composição e a estrutura cristalina. Os minerais normalmente tem peso específico entre 2 e 4. Quando acima de 4, são denominados PESADOS.
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Outras propriedades
Minerais polimorfos: minerais de mesma composição química e estrutura cristalina distinta e consequentemente propriedade físicas distintas. Exemplo: diamante e grafita.
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Diamante e grafita
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Outras propriedades
Em sua grande maioria, contudo, os minerais são compostos químicos resultantes da associação de átomos de dois ou mais elementos. Muitas vezes, exibem isomorfismo, fenômeno apresentado por substâncias que possuem a mesma estrutura cristalina semelhante e composição química distinta. 
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Outras propriedades
É o caso dos plagioclásios que formam uma série isomórfica onde a variação do conteúdo de Na e Ca na estrutura cristalina determina uma variação de espécies minerais.
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Mineralóide
Substância amorfa de ocorrência natural. Sem estrutura cristalina definida.
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Cristal
Nome dado à forma externa, geometricamente definida e geralmente poliédrica, da substância cristalizada. Estrutura cristalina.
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Classificação dos minerais
Com base no ânion ou grupo aniônico. Por quê?
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Classes minerais
A composição química é a base para a classificação dos minerais. Neste esquema os minerais são divididos em classes dependentes do ânion ou grupo aniônico dominante, porque apresentam semelhanças familiares, em geral mais fortes e mais claramente acentuadas do que as partilhadas pelos minerais que contêm o mesmo cátion dominante.
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Classificação
Por outro lado, os minerais relacionados pela dominância do mesmo ânion tendem a ocorrer juntos, ou em ambientes geológicos idênticos ou semelhantes.
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Classes minerais
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Principais minerais formadores de rochas
Durante o processo de diferenciação geoquímica da Terra que resultou na formação da crosta terrestre 10 elementos ali se concentraram, totalização cerca de 99% de sua composição. Oxigênio (46,6%) e Silício (28,2%) são os elementos mais comuns nos minerais formadores de rochas, os silicatos. Os demais são: Al (8,2%), Fe (5,6%), Ca (4,2%) e outros (Na, K, Mg, Ti e P).
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Silicatos
Os silicatos, estruturalmente, apresentam o íon Si+4 situado entre quatro íons de O-2 compondo um arranjo tetrédrico. Os silicatos são divididos em subclasses conforme o tipo de ligação entre as estruturas tetraédricas.
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Classificação silicatos
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Não-silicatos
Os minerais não-silicáticos abrangem os grupos dos elementos nativos, sulfetos óxidos e hidróxidos, carbonatos, halóides e sulfatos.
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Elementos nativos
Compreendem qualquer elemento, na sua forma simples (não-combinada) encontrado na natureza. A grafita composta unicamente por carbono é um dos minerais mais comuns desta classe.
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Grafita
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Classificação dos elementos nativos
 Os metais nativos mais comuns constituem três grupos isoestruturais: o grupo do ouro: ouro, prata, cobre e chumbo; o grupo da platina: platina, paládio, irídio e ósmio e o grupo do ferro: ferro e ferro-níquel.
 Os semimetais nativos formam dois grupos isoestruturais: o arsênio, o antimônio e o bismuto. 
 Os não-metais mais importantes são o carbono, sob forma de diamante e grafita, e o enxofre.
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Sulfetos
Como sulfetos, destaca-se a pirita, mineral acessório em diversos tipos de rochas.
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Pirita
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Óxidos e hidróxidos
Neste minerais os íons O-2 e OH- correspondem ao ânion que se liga a um ou mais metais. Seus tipos principais são: a magnetita, hematita, ilmenita, especularita, limonita, goethita, bauxita e pirolusita.
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Magnetita 
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Hematita 
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Ilmenita 
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Especularita 
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Goethita
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Bauxita
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Pirolusita
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Carbonatos
São minerais caracterizados pelo ânion (CO3)-2
	Calcita: é carbonato de cálcio (CaCO3). 
	Dolomita: é carbonato de cálcio e magnésio (CaMgCO3)
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Calcita
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Dolomita
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Halóides
São minerais caracterizados pela presença do ânion de um elemento halogênio. O mais comum é a halita, cloreto de sódio (NaCl).
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Halita
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Sulfatos
São minerais caracterizados pela presença do ânion (SO4)-2. O mais comum é o Gipso, sulfato de cálcio hidratado.
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Gipsita
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