03cristalogradia 1

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Disciplina com 4 (8) horas
Avaliação: 
2 notas compostas de trabalhos e provas duas escritas que formarão a nota do semestre, se acima de sete não faz exame (última nota composta por prova escrita ou prática). 
Cristalografia ( e Mineralogia)
Bibliografia
Cristalografia
Cristalografia e Mineralogia
4
Cristalografia e Mineralogia
5
6
7
Apostila : Sistematizada
Avaliações
(1ª média + 2ª média)/2 = média do Semestre
Se média do semestre > 7,0 aprovado por média
Se média do semestre < 7,0 vai para Avaliação final
(Média do semestre + Nota da avaliação Final)/2 
> 5,0 Aprovado
< 5,0 Reprovado
A 1ª e 2ª (s) médias serão compostas por um trabalho (ou trabalhos conforme necessidade) mais avaliação escrita,cada uma, sendo que a avaliação escrita comporá de 80 a 90% ( a combinar) da nota na média.
Cristalografia
Disciplina pré requisito para Mineralogia, que ocorre no segundo semestre e é pré requisito para petrologia e petrografia.
Cristalografia
Conceitos fundamentais
É o ramo da mineralogia que estuda, além dos minerais, todas as demais substâncias cristalinas, inorgânicas ou orgânicas, naturais ou sintéticas. 
Em síntese, a cristalografia pode ser considerada como sendo a ciência descritiva do estado cristalino.
Matéria Cristalina e Matéria Amorfa
Os sólidos dividem-se em matéria :
cristalina e matéria amorfa.
Matéria cristalina é o material que forma os cristais e que apresenta homogeneidade, podendo ser isótropa ou anisótropa. 
Será sempre homogênea, e por homogeneidade entende-se o fato de duas ou mais porções de um determinado cristal, quando orientados, não podem ser distinguidas umas das outras por nenhuma de suas propriedades físicas ou químicas.
Ciências relacionadas com mineralogia
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Mineralogistas
Georg Bauer (Agricola) De Re Metalica 1556
Niels Stensen 1669: ângulos entre faces regulares de minerais são sempre iguais
René J. Haüy 1784: cristais são compostos de blocos elementares, hoje chamados de células unitárias
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Bergkristall (cristal de montanha) termo alemão para Quartzo SiO2
Cristal de rocha
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Cristal
Substância cristalina é um composto químico homogêneo com arranjo de átomos regular e periódico. 
19
Mineral
Uma substância sólida, cristalina, de ocorrência natural, geralmente inorgânica, com composição química definida. 
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Fig. 3.1
Calcita
21
Fig. 3.1
	Calcita em conchas de foraminíferos
22
Opala: estrutura Cristalina SiO2.nH2O
23
Ágata: quartzo criptocristalino 
SiO2
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Matéria
1º Estado 			Físico
2º Estado 			Elementar
Estados Fundamentais da Matéria
Estado físico
Gás
Líquido
Sólido
 Estado físico
			Gás (vapor)
 não tem volume e nem forma definida, pode ser comprimido ou expandido.
			Líquido
 Volume definido, mas não tem forma, não pode ser comprimido ou expandido.
			Sólido 
tem tanto a forma quanto o volume definido, é rígido.
Formas Fundamentais da Matéria
As propriedades dos estados podem ser entendidas em nível molecular.
como se comportam as moléculas nestes estados físicos)		
Gás
Em um gás as moléculas estão muito distantes umas das outras e movem-se com velocidade muito alta, colidindo entre si e com a parede do recipiente. 
Líquido
Em um líquido estão mais empacotadas, mas ainda se movem rapidamente, permitindo-lhes se desviar umas das outras; assim, líquidos podem verter-se com facilidade. 
	
Sólido
 Em um sólido as moléculas estão pressas entre si, geralmente com arranjos definidos, nos quais elas podem apenas oscilar superficialmente em suas posições fixas, portanto, sólidos tem formas rígidas.
Estado Elementar
Elemento-
Composto –
Mistura-
Substâncias
Substâncias
Todas as substâncias são elementos, compostos ou misturas.
Elementos
Os elementos não podem ser substâncias mais simples
Em nível molecular, cada elemento é composto de somente um tipo de átomo.
Compostos
Os compostos são constituídos de dois ou mais tipos de elementos.
 Exemplo a água um átomo de oxigênio para dois de Hidrogênio.
Misturas
Misturas são combinações de duas ou mais substâncias nas quais cada uma mantém sua própria identidade.
Elementos, compostos ou misturas.
Elementos em percentagem na crosta terrestre.
Rocha
Uma mistura consolidada de minerais ocorrendo naturalmente.
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Átomos
49
Uma esfera rígida de aproximadamente 1 angstrom (Å) de diâmetro
No centro de um átomo está um núcleo que contém a maioria da massa de um átomo
Composição do Átomo
Prótons
Nêutrons sem carga	
Elétrons
Prótons com carga positiva
Nêutrons sem carga – neutros	
Elétrons negativamente carregados são encontrados em torno do núcleo
Átomos
Elétrons (E): carga negativa, massa muito pequena
 Prótons (Z): carga positiva, massa 1800 vezes maior do que a do elétron
Nêutrons (N): sem carga elétrica, massa 1800 vezes maior do que a do elétron
53
Estrutura Atômica 
Características químicas dos elementos são determinadas principalmente pelo número de prótons.
nº de prótons = número atômico (Z)
 
nº de nêutrons (N) + Z = número de massa (A)
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Estrutura Atômica
Núcleo: prótons, nêutrons
órbita de elétrons em torno do núcleo em camadas K,L,M com orbitais s, p, d, f
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Os elétrons (carga -1) formam uma nuvem em torno do núcleo; 
Núcleo contém 6 prótons (+1) e 6 neutrons (carga 0)
O tamanho do núcleo está muito exagerado em relação à nuvem eletrônica 
56
Estrutura Atômica
Núcleo: prótons, nêutrons rodeados por uma “nuvem” de elétrons
Modelo de Bohr com elétrons arranjados em camadas
57
Estrutura Atômica: Si
Preenchimento de orbitais do elemento Si, que no estado neutro tem 14 elétrons
Camada K acomoda 2 elétrons, L 8 elétrons e M 18 elétrons
Setas = spins (propriedade dos elétrons: são como pequenos imãs com orientações opostas)
58
Estrutura Atômica: Si
Se existem elétrons sozinhos em um orbital eles são chamados elétrons de valência e podem ser facilmente perdidos em reações químicas buscando menor energia livre.
Gases nobres: última camada preenchida
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Forma de orbitais dentro das camadas K, L, M
(a) Orbitais s tem forma esférica (b) orbitais p são alongados (c) orbitais tem formas variadas
60
Tabela Periódica
Tabela periódica dos elementos
Fig. 3.3
63
Grupos da Tabela Periódica
Densidade
Densidade = massa/volume
É a quantidade de matéria presente em uma dada unidade de volume
g/cm3 ou g/L
65
Densidade
Uma gema semi-preciosa rubi tem densidade de 4,10g/cm3. Qual é o volume de um rubi cuja massa é 6,7g (pesada em balança)?
densidade = massa/volume então
volume = massa/densidade
volume = 6,7g / 4,10g/cm3 = 1,6 cm3 
66
1 Mol = 6,02 x 1023 átomos
Quantos mols de átomos de cobre estão presentes em 3,05 gramas de cobre?
Um átomo de cobre tem massa de 63,5u, e assim um mol de átomos de cobre tem massa de 63,5 g.
Regra de três simples:
1 mol de átomos de Cu  63,5 g de Cu
 x  3,05g de Cu
X = 0,0480 mol de átomos de Cu
u = dalton (unidade de massa atômica)
67
1 Mol = 6,02 x 1023 átomos
Um pedaço de ouro tem massa de 12,6 g, quantos mols de átomos de ouro estão presentes? 
Massa atômica Au 196,96u
Regra de três simples:
1 mol de átomos de Au  197,0 g de Au
 x  12,6g de Au
X = 0,0640 mol de átomos de Au
68
Abundância dos Elementos (% peso) No Globo Terrestre
69
Símbolos Químicos 
Essencial
Oxigênio	O	Magnésio	Mg
Silício		Si	Ferro	Fe
Alumínio	Al	Sódio	Na
Potássio	K	Cálcio	Ca
Menores mas importantes
Carbono	C	Titânio	Ti
Hidrogênio	H	Argônio	Ar
Urânio	U	Zircônio	Zr
Enxofre	S	Chumbo	Pb
Manganês	Mn	Fósforo	P	
70
 Crosta Terra total
Oxigênio	46,3 %	29,5%		
Silício	28,2%	15,2%
Alumínio	8,2%	1,1%
Ferro	5,6%	34,6%
Cálcio	4,1%	1,1%
Sódio	2,4%	0,6%
Potássio	2,1%	0,1%
Magnésio 	2,3%	12,7%
Titânio	0,5%	0,1%
Níquel	traço	2,4%
Outros	traço
2,6%
Íons
Quando um átomo perde ou ganha um elétron de um para outro átomo ele é chamado íon. 
Íons positivamente carregados (perda de elétrons) são chamados cátions.
Íons negativamente carregados (ganho de elétron) são chamados anions. 
72
Ligações
No estado sólido os átomos são estreitamente rodeados por outros átomos vizinhos.
As forças de ligação são elétricas e determinam as propriedades físicas e químicas dos cristais.
73
Podem ser:
Iônicas
Covalentes
Metálicas 
van der Waals
Ligação Iônica 
íons de cargas opostas se atraem (carga total precisa ser zero)
Um átomo é ionizado se atingir a configuração externa de um gás nobre por perda ou ganho de um ou mais elétrons.
90% dos minerais são essencialmente compostos iônicos
75
íons importantes em minerais
ânions	carga	cátions	carga
O	−2
Si	+4
K	+1
Ca	+2
Na	+1
Al	+3
Mg	+2
Fe	+2 or +3
Carga negativa = elétrons adicionado
Carga positiva = elétrons removido
76
Fig 3.4
O sal de cozinha é formado pela reação entre átomos de cloro e sódio
77
Fig.3.4
Halita NaCl
78
Fig. 3.6
Os íons sódio e cloreto empacotam-se juntos segundo uma estrutura cúbica
Cada íon sódio é circundado por seis íons cloreto e vice versa
79
Ligação Covalente
Elétrons são compartilhados entre dois átomos em um orbital comum
Muito mais estáveis do que ligações iônicas
80
Estrutura Atômica do Diamante
Fig. 3.5
81
Estrutura Atômica do Diamante
Outra representação da estrutura cúbica do diamante. As ligações entre átomos vizinhos são apresentadas em linhas pontilhadas.
Cada átomo de carbono é rodeado por 4 átomos vizinhos também de carbono, delineando um tetraedro (cinza). 
Tetraedros são conectados pelas pontas.
82
Ligações metálicas
Os elétrons externos são removidos dos átomos e se movem livremente dentro da estrutura.
A atração entre os átomos com cargas positivas e negativas mantém a estrutura.
83
Ligações van der Waals
Atração genérica fraca entre átomos neutros.
Ocorre porque a distribuição dos elétrons não é uniforme formando dipolos entre dois átomos.
Une camadas de silicatos no mineral talco ou camadas de carbono no mineral grafita.
84
Cristalografia
Divide-se em:
Cristalografia geométrica:
Estudo da forma externa ou morfologia dos cristais, o que tem relação direta com a disposição regular dos átomos que formam as substâncias;
Cristalografia estrutural: 
Estudo descritivo e determinativo da geometria da estrutura cristalina;
Cristalografia química:
Estudo descritivo da disposição estrutural dos átomos e das ligações entre essas partículas;
 Cristalografia física:
Estudo descritivo e explicativo das propriedades físicas dos cristais 
Relação da cristalografia com outras ciências
É fácil entender a interelação com a física, química e a mineralogia, já na matemática a interelação se dá pela geometria espacial, trigonometria e álgebra linear. 
É a ciência que deu subsídio para o estudo cristalográfico, desde que o filósofo Platão definiu seus sólidos fundamentais. 
O pensador Grego fez as primeiras observações acerca da geometria externa dos cristais naturais, estabelecendo os princípios básicos de simetria. 
Cristais
Do grego e significa gelo.
Cujo significado original era associado a substância quartzo (dióxido de silício natural – SiO2).
Que os filósofos da idade antiga acreditavam tratar-se de água congelada a temperaturas extremamente baixas.
Cristal Quartzo
Cristais
 São substâncias que ao passar do estado líquido ou gasoso, para o estado sólido da matéria, adquirem uma ordenação sistemática interna de seus átomos. 
São compostos por íons, moléculas ou átomos dispostos em três ou quatro orientações cristalográficas.
 
Cristal
Substância cristalina é um composto químico homogêneo com arranjo de átomos regular e periódico. 
90
Fig. 3.1
Calcita
91
Fig. 3.1
Calcita em conchas de foraminíferos
92
Opala: estrutura Cristalina
SiO2.nH2O
93
Ágata: quartzo criptocristalino 
SiO2
94
Ágata: quartzo criptocristalino 
SiO2
95
Cristais
Como exemplo, o mineral silvita (KCl) apresenta disposição em que um átomo de K (potássio) localizado sempre entre seis ânions de cloro, vice-versa, configurando, desta maneira um composto em que o potássio e o cloreto têm número de coordenação 6.
Esta combinação dos íons manifesta uma forma exterior poliédrica, limitada por superfícies planas, que resguardam uma unidade básica menor, chamada de célula unitária. 
Cristais
Cada íon sódio é circundado por seis íons cloreto e vice versa
Formação
O processo responsável pela formação dos cristais é conhecido como cristalização, que consiste no crescimento do sólido a partir de líquidos ou gases de uma substância. 
A cristalização inicia com a formação de núcleos, em que os limites naturais são as superfícies dos sólidos, denominados de faces cristalinas, estas faces tendem a crescer indefinidamente, enquanto houver espaço e fluído suficientes, além das condições químicas e físicas adequadas (pressão e temperatura). 
Minerais formadores de rochas
Formação de Cristais
Quase todos os cristais formam-se a partir da contínua adição de matéria nova a uma massa cristalina em desenvolvimento.
Alguns se originam do magma ou dos gases ígneos do interior da terra, outros dos fluxos de lava vulcânica que chegam a superfície.
Formam-se pela solidificação desse material fundido, à medida que ele esfria e endurece.
Natural
Quando a massa de rocha fundida esfria, os átomos agrupam-se para formar a regularidade essencial que irá determinar o formato e a composição do cristal.
Alguns cristais desenvolvem-se a partir de gases em cavidades, nas regiões vulcânicas. Esse tipo de cristal, que inclui o enxofre, condensa-se de gases mineralizados quentes para um estado sólido, à medida que escapam do interior da terra.
Outros cristais formam-se de soluções aquosas ou com a ajuda de microorganismos na superfície da terra, ou próximo a ela. Esses cristais são conhecidos como minerais sedimentares e formam-se através de processo de desgaste mecânico ou químico.
Ar, água, vento e gelo constituem os principais fatores de erosão, envolvidos na decomposição de materiais terrestres.
Gelo (água cristalizada)
Artificial
Estrutura cristalina
Os minerais necessariamente apresentam como característica, uma estrutura cristalina própria.
Todas as espécies de um mesmo mineral têm estrutura cristalina idêntica
Cristal
Um cristal é um sólido no qual os constituintes, sejam eles átomos, moléculas ou íons, estão organizados num padrão tridimensional bem definido, que se repete no espaço, formando uma estrutura com uma geometria específica.
Em química e mineralogia, um cristal é uma forma da matéria na qual as partículas constituintes estão agregadas regularmente, criando uma estrutura cristalina que se manifesta macroscopicamente por assumir a forma externa de um sólido de faces planas regularmente arranjadas, em geral com elevado grau de simetria tridimensional
Entender os sólidos cristalinos e visualizar seu arranjo espacial é fundamental para se assimilar a diversidade das estruturas possíveis da matéria. 
O retículo cristalino pode ser formado por um único tipo de átomo, íon ou molécula, ou por agrupamentos, formando o empacotamento cristalino. 
Halita
Cl
Cl
Cl
Cl
Na
Estrutura Cristalina do NaCL: sal de cozinha
Se a célula unitária de um cristal for cúbica e a sua unidade fundamental repetir-se ordenadamente ao longo de três dimensões, gera-se um cubo formado por outros cubos. 
Porém se por uma diferenciação nas condições físico-químicas reinantes, durante o empilhamento forem suprimidos alguns cubos em alguma das direções, outras formas podem ser geradas. 
Estruturas Cristalinas
Os minerais apresentam freqüentemente uma regularidade de forma, que espelha sua estrutura regular interior. 
Esta regularidade é comum a corpos no estado sólido, que, quando levados a solidificar
de forma apropriada, tendem a se estruturar no espaço de forma regular, isto é, no estado cristalino, sendo este o estado de mais baixa energia. 
O tipo de estrutura que se forma está relacionado com as forças interatômicas que regem o arranjo e depende da valência e das dimensões dos íons envolvidos
Estruturas Cristalinas
Nos arranjos cristalinos as distâncias interatômicas são da ordem de 10-9 m (10 Å). Para estudar estruturas com estas dimensões a luz visível não é mais adequada, e foi necessário o descobrimento de uma radiação eletromagnética com comprimento de onda () muito menor: os Raios-X (~1 Å), descobertos em 1895 por W.C. Röntgen. 
Estrutura Cristalina
O fenômeno da difração confirma experimentalmente que o cristal é um arranjo periódico de íons no espaço, denominado de rede cristalina ou retículo cristalino. 
Geometricamente, este arranjo é definido como um conjunto de pontos no espaço de tal modo que a partir de cada um desses pontos os pontos vizinhos se localizem exatamente da mesma forma. 
As maneiras possíveis, que estes pontos podem se encontrar em 3 dimensões são apenas 14: as redes de Bravais. 
A célula unitária das redes de Bravais pode ser preenchida com íons de diferentes tipos (denominados base da rede cristalina), desde que seja obedecida a lei de neutralidade elétrica do conjunto e seja viável geometricamente para os raios iônicos dos elementos em questão.
Conceitos fundamentais
Cristalografia
É o ramo da mineralogia que estuda, além dos minerais, todas as demais substâncias cristalinas, inorgânicas ou orgânicas, naturais ou sintéticas. 
Em síntese, a cristalografia pode ser considerada como sendo a ciência descritiva do estado cristalino.
Foi o pensador Grego Platão, quem fez as primeiras observações acerca da geometria externa dos cristais naturais, estabelecendo os princípios básicos de simetria, definindo os sólidos fundamentais.
 
Cristais
Do grego e significa gelo, cujo significado original era associado á substância quartzo (dióxido de silício natural – SiO2), que os filósofos da idade antiga acreditavam tratar-se de água congelada a temperaturas extremamente baixas
Cristais
São substâncias que ao passar do estado líquido ou gasoso, para o estado sólido da matéria, adquirem uma ordenação sistemática interna de seus átomos. 
São compostos por íons, moléculas ou átomos dispostos em três ou quatro orientações cristalográficas.
silvita (KCl)
Como exemplo, o mineral silvita (KCl) apresenta disposição em que um átomo de K (potássio) está localizado sempre entre seis ânions de cloro, vice-versa, configurando, desta maneira um composto em que o potássio e o cloreto têm número de coordenação 6.
Silvita KCl
Esta combinação dos íons manifesta uma forma exterior poliédrica, limitada por superfícies planas, que resguardam uma unidade básica menor, chamada de célula unitária.
O processo responsável pela formação dos cristais é conhecido como cristalização, que consiste no crescimento do sólido a partir de líquidos ou gases de uma substância. 
A cristalização inicia com a formação de núcleos, em que os limites naturais são as superfícies dos sólidos, denominados de faces cristalinas, estas faces tendem a crescer indefinidamente, enquanto houver espaço e fluído suficientes, além das condições químicas e físicas adequadas (pressão e temperatura).
Célula Unitária
Se a célula unitária de um cristal for cúbica e a sua unidade fundamental repetir-se ordenadamente ao longo de três dimensões, gera-se um cubo formado por outros cubos.
Porém se por uma diferenciação nas condições físico-químicas reinantes, durante o empilhamento e forem suprimidos alguns cubos em alguma das direções, outras formas podem ser geradas.
Raio Iônico e poliedro de coordenação
Cada íon (cátion ou ânion) tende a apanhar para si, ou coordenar, tantos íons de sinal oposto quantos lhe permite seu tamanho. 
Poliedros de coordenação comuns em estruturas cristalinas CN = coordination number NC = nº de coordenação
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Poliedros de coordenação comuns (NC) em alguns minerais
O número de ânions no poliedro é o número de coordenação (NC)
A+ cátion X- = ânion
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Exemplo de arranjo cúbico da rede cristalina dos íons Na+ e Cl-, formando o composto NaCl (sal de cozinha).
Cada Na+ tem seis vizinhos Cl- (NC = 6) 
Halóide
124
Diamante: arranjo tridimensional dos átomos
125
Introdução a Mineralogia
	
O conhecimento das rochas e minerais que compõem a Terra é necessário para entender os diversos processos geológicos que são dependentes das propriedades dos materiais terrestres e para compreender o significado das rochas como registro de processos geológicos do passado.
Histórico
A compreensão do significado de rochas e minerais resultou de evidências acumuladas através dos tempos. 
O reconhecimento de rochas e argilas adequadas como matéria-prima para a confecção de cerâmicas foi essencial nas as primeiras etapas da história da humanidade e englobou o domínio desses materiais na fabricação de instrumentos (potes, facas, armas, ornamentos, amuletos, pigmentos). 
Os registros em sítios arqueológicos no final do período pré-histórico indicam a utilização de arenito, quartzito, basalto, obsidiana, calcedônia, argila e areia, sal-mineral, pigmentos minerais, entre outros. 
CONCEITO DE MINERAL
Mineralogia é a ciência que estuda os minerais, o que são eles, como são formados e onde ocorrem. Uma vez que os minerais estão por toda parte, são as substâncias formadoras das rochas, solos e sedimentose fornecem uma grande parte das matérias primas usadas em aplicações tecnológicas e industriais, o potencial de aplicação deste conhecimento é vasto.
 Na verdade, com exceção das substâncias orgânicas, os demais materiais que usamos ou com os quais convivemos no dia a dia são todos minerais ou de origem mineral. 
Mineral
O mineral corresponde à menor partícula, individualizável por métodos mecânicos que compõem uma rocha e é caracterizado por propriedades físicas e químicas distintivas.
Um mineral pode ser definido como um sólido Homogêneo, inorgânico natural que possui composição química definida dentro de certos limites e uma estrutura cristalina específica. 
Sólido:
 as substâncias gasosas ou líquidas são excluídas do conceito de mineral. Assim, o gelo nas calotas polares é um mineral, mas a água não. 
Algumas substâncias que fogem a esta definição ainda assim são objeto de estudo do mineralogista. 
É o caso do mercúrio líquido, que pode ser encontrado na natureza, em determinadas situações. 
Nestes casos, a substância é chamada de mineralóide.
-Homogêneo:
algo que não pode ser fisicamente dividido em componentes químicos mais simples. 
Este conceito é obviamente dependente da escala de observação, uma vez que algo que é aparentemente homogêneo a olho nu pode ser constituído de mais de uma substância, quando observado em escala microscópica.
-Natural:
exclui as substâncias geradas em laboratório ou por uma ação consciente do homem. 
Quando estas substâncias são idênticas em composição e propriedades a um mineral conhecido, o nome deste mineral pode ser usado, acrescido do adjetivo sintético. (por exemplo, esmeralda sintética). 
Consideramos o gelo das calotas polares como um mineral. Entretanto, para seguir o conceito de mineral à risca, o gelo que fabricamos na geladeira não constitui um mineral.
-Composição química definida:
significa que um mineral é uma substância que pode ser expressa por uma fórmula química. 
Por exemplo, a composição do ouro nativo é Au, a do quartzo é SiO2, a da calcita é CaCO3, e assim por diante. 
Entretanto em muitos minerais é possível a substituição de um ou mais elementos da fórmula original por outros. Assim, a dolomita CaMg(CO3)2 admite a substituição de Mg por quantidades variáveis de Fe e Mn, e a esfalerita ZnS admite a substituição de Zn por quantidades variáveis de Fe. Em muitos casos, a composição química dos minerais pode variar dentro de certos limites,
sem que seja necessário alterar o nome do mineral. Em outros casos as variações são tão grandes que caracterizam uma espécie mineral distinta.
 
-Arranjo atômico ordenado:
implica na existência de uma estrutura interna, onde os átomos ou íons estão dispostos em um padrão geométrico regular.
Este padrão obedece às regras de simetria que você estudou na disciplina de cristalografia, e os sólidos assim constituídos pertencem a um dos sistemas cristalinos: triclínico, monoclínico, ortorrômbico, tetragonal, hexagonal (trigonal) e isométrico.
Sólidos que possuem tal arranjo interno ordenado são chamados de cristalinos. Os que não o possuem são chamados de amorfos, e fogem á classificação estrita de mineral, compondo o grupo dos mineralóides.
 
-Inorgânico:
aqui o termo geralmente é incluído no conceito, para permitir o enquadramento de substâncias que atendem a todos os requisitos acima, mas são geradas naturalmente por (ou com a ajuda de) organismos. 
Estes minerais são chamados de biogênicos e, à exceção da sua origem, são idênticos aos minerais equivalentes formados por processos inorgânicos. O exemplo mais comum de mineral biogênico é o carbonato de cálcio (CaCO3) presente nas conchas de moluscos na forma dos minerais calcita, dolomita ou vaterita. Alguns outros exemplos incluem alguns sulfetos, sulfatos, fosfatos, fluoretos, óxidos, enxofre nativo e formas amorfas de SiO2.
Formação de Minerais
Formação de Minerais
Cristalização de um magma
Crescimento Cristalino no estado sólido (recristalização)
Precipitação em uma solução
139
Estrutura Cristalina
Ânions são geralmente maiores do que cátions
Estrutura de mineral é determinada pela maneira como os ânions estão arranjados e como os cátions se encaixam entre si.
140
Raio Iônico
e
Carga
Fig. 3.7
Tamanhos dos íons na forma em que são comumente encontrados nos minerais formadores de rocha.
141
Halita precipitada a partir de solução
Fig. 3.10
Amostra coletada no Sultanato de Omã.
Depósito com mais de 500 Ma, amostragem em sondagem profunda.
Porção escura é matéria orgânica concentrada, derivada de microorganismos que viveram em ambiente hipersalino, formado quando o oceano secou.
142
Polimorfos
Minerais com a mesma composição química mas estruturas diferentes.
e.g.: 	diamante e grafita
andalusita, cianita, e silimanita
143
Fig. 3.11
folhas
Estrutura tridimensional
144
Minerais: grande diversidade
Existem mais de 6.000 minerais reconhecidos na Terra.
Exemplos:
Silicatos - Si, O combinados com outros cátions
Carbonatos - Ca, Mg e CO3
Óxidos - O2− e cátions metálicos
Sulfetos - S2− e cátions metálicos
Sulfatos - (SO4)2− e cátions metálicos
145
Minerais Importantes
Quartzo	SiO2
Calcita	CaCO3	
Olivina	(Mg,Fe)2SiO4
	
Feldspato Plagioclásio
Feldspato Potássico
Micas
Anfibólios
Piroxênios 
146
Grupos Minerais Importantes 
 Nome		 constituintes importantes
(exceto O)
Quartzo	Si
Feldspatos	Si, Al, K, Ca, Na
Micas	Si, Al, K, Fe, Mg
Olivina	Si, Fe, Mg
Piroxênio	Si, Fe, Mg, Ca
Anfibólio	Si, Ca, Na, Mg, Fe, K
Carbonatos	C, Ca, Mg
Evaporitos	K, Cl, Ca, S
Sulfetos	S (sem O)
Sulfatos	SO
147
Decorar 
Quartzo SiO2
Feldspato potássico MAl(Al,Si)3O8 M=K
Feldspato plagioclásio MAl(Al,Si)3O8 M=Na-Ca
Mica biotita (K,Na,Ca)(Mg,Fe,Li,Al)2-3(Al,Si)4O10(OH,F)2
Anfibólio A2-3 B5(Si,Al8)O22(OH)2 
 A=Mg,Fe, Ca ou Na B = Mg, Fe, Al
Piroxênio ABSi2O6 A= Ca, Na, Mg,Fe B = Mg,Fe,Cr,Mn,Al 
Olivina (Mg,Fe)2SiO4
148
Carbonatos
 Segundo grupo mais abundante na crosta terrestre
Componente principal do calcário
Três minerais principais (decorar):
	Calcita: 		CaCO3 
	Aragonita: 	CaCO3
	Dolomita: 		(Ca,Mg)CO3
149
Fig. 3.12
Carbonatos como a calcita (CaCO3) têm uma estrutura em camadas
150
CaCO3
151
(Ca,Mg)CO3
152
Teste de Ácido para Calcita
Fig. 3.16
153
Óxidos (decorar)
Hematita	Fe2O3
Magnetita	Fe3O4 	
Espinélio	MgAl2O4 	
154
Hematita
Fig. 3.13
155
Espinélio
Fig. 3.13
156
Sufetos (Decorar)
Pirita	FeS2
Calcopirita CuFeS2
	
157
Pirita
Fig. 3.14
158
Sulfatos
Gipso	CaSO4	
Anidrita	CaSO4 •2H2O
Barita 	BaSO4
159
gipso
Fig. 3.15
Gipso
160
Quartzo
161
162
Gemas: a cor e o brilho, assim como beleza transparência, durabilidade e raridade são qualidades que ajudam a definir se um mineral é ou não uma gema.
Broche de safira (córindon azul) e diamante (incolor) de Fortunato Pio Castellani, século XIX
163
Berilo
Verde = esmeralda
Azul marinho = água marinha
Amarelo = heliodoro
Rosa = morganita
Incolor = goshenita
Violeta, azul = berilo (propriamente dito)
164
165
Fig. 3.17
Clivagem da Mica ocorre entre as camadas do sanduíche
166
Fig. 3.18
Clivagem Romboidal da Calcita
167
Fibras do mineral asbesto (amianto) considerado cancerígeno
168
Diamante
169
Granada
170
Gipso
171
172
Hematita
173
Caulinita
174
Pirita
 
175
“Um mineral é um sólido homogéneo 1, natural 2 com uma composição química Definida 3 (mas não, necessariamente, fixa) e um arranjo atómico altamente ordenado 4. e, normalmente, formado por processos inorgânicos 5”.
1.3. Definição de mineral
É um sólido homogéneo, isto é, é constituído por uma única substância sólida que não pode ser fisicamente dividida em compostos químicos mais simples.
 Excluem-se os gases e os líquidos.
2. Laboratórios industriais e de pesquisa produzem equivalentes sintéticos de muitos
materiais que ocorrem naturalmente.
 incluindo pedras preciosas.
3. Tem uma composição química definida logo pode ser expressa por uma fórmula química específica.
KALSi3O8
4. Um arranjo atómico altamente ordenado indica uma estrutura interna de átomos ou ions definindo um padrão geométrico regular.
Um íon de sódio rodeado por seis de cloro e vice-versa
5. De acordo com a definição tradicional, um mineral é formado por processos inorgânicos.
Se acrescentarmos a palavra normalmente, podemos incluir no domínio da mineralogia os compostos produzidos organicamente que cumprem todos os outros requisitos exigidos.
1.4. Definição de mineralóide
São materiais semelhantes aos minerais, mas sem estrutura cristalina. 
Exemplos:
opala (SiO2 amorfa), minerais de U e Th, como o zircão (ZrSiO4), onde a cristalinidade original é destruída pela radiação de elementos radioativos presentes na estrutura original e o vidro vulcânico.
OPALA
Cristal
Substância cristalina é um composto químico homogêneo com arranjo de átomos regular e periódico. 
185
2. CRISTALOGRAFIA
2.1. Definição de cristalografia
A cristalografia descreve a forma, simetria e estrutura cristalina dos minerais. A cristalografia relaciona a estrutura cristalina dos minerais com a sua forma externa.
2.2. Teoria reticular
René-Juste Haüy introduziu o conceito de “moléculas integrantes” (correspondente ao conceito moderno de célula unitária) que, regularmente empilhadas, desenvolvem várias formas comuns.
A célula unitária é a menor unidade da estrutura ou padrão, que pode ser indefinidamente repetida para gerar toda a estrutura.
A estrutura cristalina ou a ordem interna nos cristais é o resultado da repetição de um motivo (unidades químicas - átomos ou ions) em translações regulares a três dimensões. Os padrões ordenados representam um estado de energia inferior aos padrões aleatórios.
Mineral
Uma substância sólida, cristalina, de ocorrência natural, geralmente inorgânica, com composição química definida. 
187
Fig. 3.1
Calcita
188
Fig. 3.1
Calcita em conchas de foraminíferos
189
Opala: estrutura Cristalina
SiO2.nH2O
190
Ágata: quartzo criptocristalino 
SiO2
191
Ágata: quartzo criptocristalino 
SiO2
192
Rocha
Uma mistura consolidada de minerais ocorrendo naturalmente.
193
Minerais: grande diversidade
Existem mais de 4.000 minerais reconhecidos na Terra.
Exemplos:
Silicatos - Si, O combinados com outros cátions
Carbonatos - Ca, Mg e CO3
Óxidos - O2− e cátions metálicos
Sulfetos
- S2− e cátions metálicos
Sulfatos - (SO4)2− e cátions metálicos
194
Minerais Importantes
Quartzo	SiO2
Calcita	CaCO3	
Olivina	(Mg,Fe)2SiO4
	
Feldspato Plagioclásio
Feldspato Potássico
Micas
Anfibólios
Piroxênios 
195
Grupos Minerais Importantes 
Quartzo	Si
Feldspatos	Si, Al, K, Ca, Na
Micas	Si, Al, K, Fe, Mg
Olivina	Si, Fe, Mg
Piroxênio	Si, Fe, Mg, Ca
Anfibólio	Si, Ca, Na, Mg, Fe, K
Carbonatos	C, Ca, Mg
Evaporitos	K, Cl, Ca, S
Sulfetos	S (sem O)
Sulfatos	SO
 Nome		 constituintes importantes
(exceto O)
196
Decorar 
Quartzo SiO2
Feldspato potássico MAl(Al,Si)3O8 M=K
Feldspato plagioclásio MAl(Al,Si)3O8 M=Na-Ca
Mica biotita (K,Na,Ca)(Mg,Fe,Li,Al)2-3(Al,Si)4O10(OH,F)2
Anfibólio A2-3 B5(Si,Al8)O22(OH)2 
 A=Mg,Fe, Ca ou Na B = Mg, Fe, Al
Piroxênio ABSi2O6 A= Ca, Na, Mg,Fe B = Mg,Fe,Cr,Mn,Al 
Olivina (Mg,Fe)2SiO4
197
Carbonatos
 Segundo grupo mais abundante na crosta terrestre
Componente principal do calcário
Três minerais principais (decorar):
	Calcita: 		CaCO3 
	Aragonita: 	CaCO3
	Dolomita: 		(Ca,Mg)CO3
198
Fig. 3.12
Carbonatos como a calcita (CaCO3) têm uma estrutura em camadas
199
CaCO3
200
(Ca,Mg)CO3
201
Teste de Ácido para Calcita
Fig. 3.16
202
Óxidos (decorar)
Hematita	Fe2O3
Magnetita	Fe3O4 	
Espinélio	MgAl2O4 	
203
Hematita
Fig. 3.13
204
Espinélio
Fig. 3.13
205
Sufetos (Decorar)
Pirita	FeS2
Calcopirita CuFeS2
	
206
Pirita
Fig. 3.14
207
Sulfatos
Gipso	CaSO4	
Anidrita	CaSO4 •2H2O
Barita 	BaSO4
208
gipso
Fig. 3.15
209
210
211
Gemas: a cor e o brilho, assim como beleza transparência, durabilidade e raridade são qualidades que ajudam a definir se um mineral é ou não uma gema.
Broche de safira (córindon azul) e diamante (incolor) de Fortunato Pio Castellani, século XIX
212
Berilo
Verde = esmeralda
Azul marinho = água marinha
Amarelo = heliodoro
Rosa = morganita
Incolor = goshenita
Violeta, azul = berilo (propriamente dito)
213
214
Fig. 3.17
Clivagem da Mica ocorre entre as camadas do sanduíche
215
Fig. 3.18
Clivagem Romboidal da Calcita
216
Fibras do mineral asbesto (amianto) considerado cancerígeno
217
218
Granada
219
Gipso
220
221
hematita
222
Caulinita
223
Pirita
 
224
Ministério da Educação
Universidade Federal de Pelotas - UFPel
Curso Geologia do Petróleo Engenharia Geologica
Introdução a Mineralogia
Prof. Evaldo Rodrigues Soares
Pelotas 2010
Introdução a Mineralogia
	O conhecimento das rochas e minerais que compõem a Terra é necessário para entender os diversos processos geológicos que são dependentes das propriedades dos materiais terrestres e para compreender o significado das rochas como registro de processos geológicos do passado.
Histórico 
A compreensão do significado de rochas e minerais resultou de evidências acumuladas através dos tempos. O reconhecimento de rochas e argilas adequadas como matéria-prima para a confecção de cerâmicas foi essencial nas as primeiras etapas da história da humanidade e englobou o domínio desses materiais na fabricação de instrumentos (potes, facas, armas, ornamentos, amuletos, pigmentos). Os registros em sítios arqueológicos no final do período pré-histórico indicam a utilização de arenito, quartzito, basalto, obsidiana, calcedônia, argila e areia, sal-mineral, pigmentos minerais, entre outros. 
A importância dos minerais no desenvolvimento do homem passa a aumentar quando ele percebe seu valor comercial e começa a classificá-los segundo sua aplicação, descrevendo suas propriedades físicas e desenvolvendo métodos para sua prospecção. O entendimento da gênese e das propriedades submacroscópicas dos minerais, entretanto, só foi atingindo muito mais tarde. 
O filósofo grego Aristóteles, por exemplo, acreditava que os minerais eram formados a partir de gases quentes do interior do planeta. De fato, o conceito de mineral com propriedades físicas e químicas características só surgiu no começo da idade média, e mesmo nessa época o termo ‘mineral’ não era correntemente utilizado. 
Com o desenvolvimento das ciências naturais e da industrialização durante o Renascimento na Europa ocorre um marcado aumento da necessidade de matéria-prima mineral originando importantes centros de mineração industrial na Europa. 
Nesse ambiente favorável surge a Mineralogia, como a ciência que estuda os recursos minerais, incluindo as rochas, os fósseis, o âmbar, o carvão, etc. É nessa época que muitos conceitos fundamentais da mineralogia são formulados e vão aos poucos permitindo um entendimento mais aprimorado dos minerais. 
O alemão Georgius Agrícola (1494-1555) começa a classificar e identificar espécies minerais com base nas propriedades físicas e morfologia, dando origem às bases sistemáticas da classificação mineral. Embora Agrícola ainda não fizesse nehuma distinção entre mineral, rocha, fóssil, minério, sua metodologia influenciou as primeiras tentativas de sistematizar os minerais, que culminou com a fundação da Academia de Mineração de Freiberg no final do século XVIII por A.G. Werner. Werner é o primeiro a sugerir a separação da mineralogia da geognosia (‘geologia’) e da paleontologia.
Conceitos Fundamentais
Mas é apenas no século XIX que os princípios fundamentais da Mineralogia vão ser plenamente desenvolvidos, elevando a Mineralogia à categoria de ciência independente. Oriunda das diferentes pespectivas dos estudiosos que deram origem a essa ciência, a Mineralogia pode ser dividida em diferentes ramos, conforme a abordagem dos minerais:
Cristalografia: que se preocupava principalmente com os aspectos geométricos dos minerais. A lei fundamental que originou essa linha de estudo dos minerais é a lei de constância dos ângulos interfaciais, proposta por Steno, um cientista dinamarquês, ainda no século XVII, em colaboração com a lei da simetria cristalina proposta por Haüy apenas em 1801. O desenvolvimento dessas leis levou a um período de intenso estudo entre as propriedades externas e a composição química dos minerais.
Propriedades físicas: a partir do século XIX houve uma intensificação da investigação das propriedades físicas dos minerais, voltada não mais para uma descrição qualitativa dos minerais, mas para sua quantificação. A escala de dureza de Moh’s, ainda hoje utilizada, foi proposta em 1822. Propriedades térmicas, elásticas, elétricas e magnéticas dos minerais passaram a ser investigadas, culminando com a investigação das propriedades óticas dos minerais já em meados do século XIX, graças à invenção do microscópio ótico pelo inglês Sorby em 1858. Por fim, foram desenvolvidos estudos de luminescência e por último a radioatividade. 
Propriedades químicas: esse ramo foi fortemente influenciado pelo rápido desenvolvimento da química observado no final do século XVII e começo do século XIX. Um grande número de composições químicas de minerais foi estabelecido, descobrindo-se diversos elementos químicos até então desconhecidos. Desde então, a classificação dos minerais com base física, originalmente proposta, foi suplantada pela classificação com base química elaborada por Berzelius (1826), que constitui a base das classificações minerais ainda hoje utilizadas. O estabelecimento da composição química dos minerais permititu também uma melhor compreensão da origem dos minerais.
O entendimento atual dos minerais leva a uma definição do ponto de vista das propriedades cristaloquímicas. Assim, podem existir minerais diferentes com mesma composição química (polimorfos: calcita - trigonal X aragonita - ortorrômbica) e minerais que compõem uma série de variação composicional entre dois extremos essencialmente semelhantes em estrutura cristalina que são chamados de isomorfos ou soluções-sólidas (ex: plagioclásio: albita - NaSi3AlO8 X anortita - CaSi2AlO8). A estabilidade dos minerais é definida pela temperatura, pressão e composição química do material de origem.
CONCEITO DE MINERAL
 
	Mineralogia é a ciência que estuda
os minerais, o que são eles, como são formados e onde ocorrem. Uma vez que os minerais estão por toda parte, são as substâncias formadoras das rochas, solos e sedimentos
	
e fornecem uma grande parte das matérias primas usadas em aplicações tecnológicas e industriais, o potencial de aplicação deste conhecimento é vasto. Na verdade, com exceção das substâncias orgânicas, os demais materiais que usamos ou com os quais convivemos no dia a dia são todos minerais ou de origem mineral. 
Embora sejam substâncias extremamente comuns, estabelecer um conceito claro e preciso de mineral não é uma tarefa fácil.
O mineral corresponde à menor partícula, individualizável por métodos mecânicos que compõem uma rocha e é caracterizado por propriedades físicas e químicas distintivas.
Um mineral pode ser definido como um sólido inorgânico natural que possui composição química definida dentro de certos limites e uma estrutura cristalina específica. 
Sólido: as substâncias gasosas ou líquidas são excluídas do conceito de mineral. Assim, o gelo nas calotas polares é um mineral, mas a água não. Algumas substâncias que fogem a esta definição ainda assim são objeto de estudo do mineralogista. É o caso do mercúrio líquido, que pode ser encontrado na natureza, em determinadas situações. Nestes casos, a substância é chamada de mineralóide.
-Homogêneo: algo que não pode ser fisicamente dividido em componentes químicos mais simples. Este conceito é obviamente dependente da escala de observação, uma vez que algo que é aparentemente homogêneo a olho nu pode ser constituído de mais de uma substância, quando observado em escala microscópica.
-Natural: exclui as substâncias geradas em laboratório ou por uma ação consciente do homem. Quando estas substâncias são idênticas em composição e propriedades a um mineral conhecido, o nome deste mineral pode ser usado, acrescido do adjetivo sintético. (por exemplo, esmeralda sintética). Acima, consideramos o gelo das calotas polares como um mineral. Entretanto, para seguir o conceito de mineral à risca, o gelo que fabricamos na geladeira não constitui um mineral.
-Composição química definida: significa que um mineral é uma substância que pode ser expressa por uma fórmula química. Por exemplo, a composição do ouro nativo é Au, a do quartzo é SiO2, a da calcita é CaCO3, e assim por diante. Entretanto em muitos minerais é possível a substituição de um ou mais elementos da fórmula original por outros. Assim, a dolomita CaMg(CO3)2 admite a substituição de Mg por quantidades variáveis de Fe e Mn, e a esfalerita ZnS admite a substituição de Zn por quantidades variáveis de Fe. Em muitos casos, a composição química dos minerais pode variar dentro de certos limites, sem que seja necessário alterar o nome do mineral. Em outros casos as variações são tão grandes que caracterizam uma espécie mineral distinta.
-Arranjo atômico ordenado: implica na existência de uma estrutura interna, onde os átomos ou íons estão dispostos em um padrão geométrico regular. Este padrão obedece às regras de simetria que você estudou na disciplina de cristalografia, e os sólidos assim constituídos pertencem a um dos sistemas cristalinos: triclínico,
monoclínico, ortorrômbico, tetragonal, hexagonal (trigonal) e isométrico. Sólidos que possuem tal arranjo interno ordenado são chamados de cristalinos. Os que não o possuem são chamados de amorfos, e fogem á classificação estrita de mineral, compondo o grupo dos mineralóides.
-Inorgânico: aqui o termo geralmente é incluído por Klein e Hurlbut no conceito, para permitir o enquadramento de substâncias que atendem a todos os requisitos acima, mas são geradas naturalmente por (ou com a ajuda de) organismos. Estes minerais são chamados de biogênicos e, à exceção da sua origem, são idênticos aos minerais equivalentes formados por processos inorgânicos. O exemplo mais comum de mineral biogênico é o carbonato de cálcio (CaCO3) presente nas conchas de moluscos na forma dos minerais calcita, dolomita ou vaterita. Alguns outros exemplos incluem alguns sulfetos, sulfatos, fosfatos, fluoretos, óxidos, enxofre nativo e formas amorfas de SiO2.
O termo mineralogia deriva da palavra latina MINERA, de provável origem céltica, (mina, jazida de minério, filão), de provável origem céltica, que forma o adjetivo do Latim mineralis, “relativo às minas” e o substantivo do Latim minerale (produto das minas), que deu origem ao adjetivo e substantivo português mineral, acrescido do sufixo Grego logia (ciência, tratado, estudo); portanto mineralogia é o estudos dos minerais em todos os seus aspectos. A definição de MINERAL possui algumas controvérsias: para alguns é toda substância homogênea, sólida ou líquida, de origem inorgânica e que surge, naturalmente, na crosta terrestre, normalmente com composição química definida e, que se formado em condições favoráveis, terá estrutura atômica ordenada condicionando sua forma cristalina e suas propriedades físicas; para outros, rata-se de substância com estrutura interna ordenada (cristais), de composição química definida, origem inorgânica e que ocorre naturalmente na crosta terrestre ou em outros corpos celestes.
As rochas podem ser constituídas, ainda, por materiais orgânicos e inorgânicos, que não apresentam estrutura cristalina. Strictu sensu, esses materiais não podem ser chamados minerais, sendo então denominados de mineralóides.
		Mineralóides
	 As substâncias originadas por atividades ou processos biológicos (animal ou vegetal), a exemplo do carvão, âmbar, marfim, pérola, petróleo, que não se incluem em nenhuma das definições, devem ser denominadas mineralóides, como também as substâncias não cristalinas, excluídas na segunda definição. 
	
	
Os minerais são caracterizados pela maneira com que os átomos (cátions e ânions) estão dispostos (estrutura interna) e pela composição química, expressa por fórmula química. A composição química dos minerais pode variar dentro de limites definidos e previsíveis pelas características atômicas, gerando os diferentes grupos de minerais ou soluções sólidas.
	
	
 Os minerais constituem os diferentes tipos de rochas, mono ou poliminerálicas, sedimentares, metamórficas, magmáticas, hidrotermais ou pneumatolíticas. Algumas dessas rochas, devido à granulação muito fina, a exemplo de alguns tipos de basaltos, mostram-se em um exame a olho nu, com aparência de um único mineral (massas homogêneas). Todavia, quando observado ao microscópio petrográfico e em casos extremos ao microscópio eletrônico, verifica-se que são constituídos por várias substâncias cristalinas e, às vezes, também por material amorfo (vidro).
As substâncias produzidas em laboratório, com estrutura interna ordenada e composições químicas definidas, são denominadas cristais ou minerais artificiais ou sintéticos, e as sem estrutura interna, de vidro. Atualmente o homem consegue reproduzir em laboratório, com bastante semelhança, praticamente todos os minerais e gemas naturais. Desta forma, em laboratórios são produzidos o diamante, a safira, o rubi, o quartzo, o espinélio, a esmeralda etc.
Classificação dos Minerais 
Os minerais, a exemplo dos animais e vegetais, necessitam serem ordenados ou classificados de acordo com princípios científicos para racionalizar o estudo. O princípio básico de classificação elaborado por Linné (1758) no livro “In Nature” serviu de base para outras classificações, como a elaborada por: Berzelius (1827), que estabeleceu o sistema puramente químico;  Niggli o sistema cristalográfico ou classificação isotípica, onde agrupou os minerais com base na sua morfologia (cúbico, hexagonal, ortorrômbico etc.); Machatscki o sistema paragenético (associação de minerais naturais que se cristalizam juntos).
A classificação mais usada na mineralogia, por melhor atender às necessidades científicas, uma vez que considera a estrutura e composição química dos minerais, foi elaborada por Strunz (1935). 
Esta classificação subdivide os minerais em 12 grandes grupos, baseando-se
na composição química, sendo que esses grupos são subdivididos com base na organização estrutural. Dessa forma tem-se: elementos nativos; sulfetos; sulfossais; óxidos e hidróxidos; halogenetos; carbonatos; nitratos; boratos; sulfatos e cromatos; fosfatos, arsenietos e vanadatos; tungstatos e molibdatos, e silicatos (nesossilicatos, sorossilicatos, ciclossilicatos, inossilicatos, filossilicatos e tectossilicatos).
Existem muitas outras classificações mineralógicas desenvolvidas para atender necessidades específicas, tais como a do elemento constituinte mais importante presente nos minerais, o modo de ocorrência deles na natureza, gêneses e associações paragenéticas, bem como as propriedades físicas. Dentre estas se destacam.
Classificação de acordo com o elemento constituinte: 
Nesse caso os minerais são agrupados de acordo com o elemento químico mais importante, não levando em consideração a composição química dos minerais, as propriedades cristalográficas e físicas. Assim, todos os minerais de Fe importantes vão estar reunidos em uma mesma classe: hematita - Fe2 O3 (trigonal romboédrico), magnetita Fe3O4 (isométrico), siderita FeCO3 (trigonal romboédrico), goethita HFeO2 (ortorrômbico), pirita FeS2 (isométrico), marcassita FeS2 (ortorrômbico),  troillita (FeS) (hexagonal), pirrotita Fe1-xS (hexagonal/ortorrômbico) etc. No caso do cobre, tem-se no mesmo grupo antlerita Cu3(OH)4SO4 (ortorrômbico); atacamita Cu2Cl(OH)3 (ortorrômbico); malaquita Cu2(CO3)(OH)2 (monoclínico), azurita Cu3(CO3)2 (OH) 2 (monoclínico), bornita Cu5FeS4 (isométrico), calcocita Cu2S (ortorrômbico), calcopirita CuFeS2 (tetragonal), covelita CuS (hexagonal), cuprita Cu2O (isométrico), enargita Cu3AsS4 (ortorrômbico), tetraedrita (Cu,Fe,Zn,Ag)12Sb4S13 (isométrico); etc. 
Classificação segundo a gênese e tipo de ocorrência do mineral:
Esta maneira de agrupar os minerais, baseando-se no modo de formação e tipo de ocorrência, foi bastante usada pelos mineralogistas e geólogos e ainda hoje vem sendo usada especialmente na área da Geologia Econômica. Aqui, os minerais são classificados em magmáticos, metamórficos, sublimados, pneumatolíticos, hidrotermais e/ou formados a partir de soluções quentes ou frias.
	Minerais magmáticos 
 
	
São aqueles que resultam da cristalização do magma e constituem as rochas ígneas ou magmáticas. Os magmas podem ser considerados soluções químicas em temperaturas muito elevadas, que originam fases cristalinas de acordo com as leis das soluções, sendo extremamente rara a cristalização de um magma gerar apenas uma fase cristalina; o normal é a presença de vários minerais com composições e propriedades diferentes. De um modo geral, a formação dos minerais nos magmas com o resfriamento e mudanças no ambiente de pressão litostática ou de fluídos, entre outros fatores, é controlada especialmente pela concentração dos elementos e solubilidade dos constituintes na solução magmática. Quanto mais rápido for o processo de cristalização, menores serão as fases cristalinas e maiores o volume de material não cristalino (obsidianas ou vidros vulcânicos), podendo chegar a resultar apenas vidro; por outro lado quanto mais lenta a cristalização maiores serão os constituintes, gerando os pegmatitos.
A cristalização dos magmas resulta nas diferentes rochas magmáticas (basaltos, gabros, granitos, dioritos, peridotitos, dunitos, sienitos, piroxenitos) e, às vezes, também alguns depósitos minerais importantes, contendo magnetita, ilmenita, cromita, pirrotita, calcopirita, pentlandita resultantes de segregação devido à insolubilidade (especialmente no caso dos sulfetos) e/ou diferenças de densidade dos minerais ou líquidos imissível em relação ao magma de origem. Para alguns pesquisadores, esses minerais de segregação, formam uma classe à parte, denominada minerais acumulada por segregação magmática.
	Minerais metamórficos
	
Originam-se principalmente pela ação da temperatura, pressão litostática e pressão das fases voláteis sobre rochas magmáticas, sedimentares e também sobre outras rochas metamórficas. Os processos metamórficos (regional, contato, dinâmico, termal, de fundo oceânico, carga, impacto) geram uma grande quantidade de minerais, dentre os quais muitos dificilmente seriam formados por outros processos, como é o caso do diopsídio, wollastonita, idocrásio, granada, estaurolita, andaluzita, cianita, sillimanita, epidoto, tremolita, actinolita.
	Minerais sublimados 
	
São aqueles formados diretamente da cristalização de um vapor, como também da interação entre vapores e destes com as rochas dos condutos por onde passam. O exemplo mais comum de sublimação é a formação da neve, cristalização do gelo a partir de vapor d’água, já associado às atividades ígneas, pelo fato dos magmas possuírem voláteis como a água; o enxofre, o gás carbônico, o cloro, o flúor, o boro e seus compostos voláteis, além de outros constituintes menores, aparecem muitos minerais sublimados.
Os voláteis contidos nos magmas concentram-se nas fases residuais e quando os magmas chegam próximo ou na superfície terrestre, as fases voláteis tendem a escapar, aspecto que ocorre nas erupções vulcânicas ou nas fumarolas e aí podem depositar minerais por sublimação direta, formando halita (NaCl - sal-gema ou sal de cozinha), sal amoníaco (NH4Cl), enxofre, silvita (KCl), boratos, cloretos e fluoretos. Outros minerais, a exemplo da hematita, podem aparecer em cavidades vulcânicas, gerados por processos de sublimação, resultante da interação do FeCl3 com o vapor de água, conforme a reação: 2FeCl3 + 3H2O = Fe2O3 + 6HCl.
	Minerais pneumatolíticos
	
São formados pela reação dos constituintes voláteis oriundos da cristalização magmática, desgaseificação do interior terrestre ou de reações metamórficas sobre as rochas adjacentes. Nesse processo podem ser formados topázio, berilo, turmalina, fluorita, criolita, cassiterita, wolframita, flogopita, apatita, escapolita etc. Na formação da cassiterita, o composto volátil SnF4 rege com o vapor d’água, segundo a reação: SnF4 + 2(H2O) = SnO2 + 4HF.
Minerais formados a partir de soluções 
Originam-se pela deposição devido a evaporação, variações de temperatura, pressão, porosidade, pH e/ou eH. Esse processo ocorre na superfície da terra e em diferentes profundidades. 
Na superfície da Terra as soluções quando não diretamente ligadas a atividades magmáticas, normalmente possuem temperaturas do ambiente, sendo consideradas frias e diluídas, enquanto que aquelas que circulam lentamente em profundidades e/ou estão associadas a atividades vulcânicas são quentes e possuem grande quantidade de cátions e ânions dissolvidos, e podem gerar importantes depósitos minerais. Os principais processos de formação de minerais a partir de soluções estão relacionados abaixo.
Evaporação do solvente: neste processo a precipitação ocorre devido à concentração ultrapassar o coeficiente de solubilidade pelo processo de evaporação, fato que ocorre principalmente em regiões quentes e secas, formando sulfatos (anidrita, gipsita etc.), halogenetos (halita, silvita etc.) etc.
 Perda de gás agindo como solvente: processo que ocorre quando uma solução contendo gases entra em contados com rochas provocando reação a exemplo do que ocorre quando solução aquosa contendo bióxido de carbono entra em contato com rochas calcárias,  caso em que o carbonato de cálcio é parcialmente dissolvido formando o bicarbonato de cálcio (CaH2(CO3)2), composto solúvel na solução. O bicarbonato de cálcio é instável e, por causa do aumento de concentração resultante de evaporação e/ou devido a desgaseificação da solução e a outros fatores, ocorre a reversão da reação de dissolução precipitando o carbonato de cálcio [CaCO3 + H2O +CO2 (( CaH2(CO3)2]. Esse processo pode dar origem às estalactites e estalagmites, ao mármore ônix, ônix das cavernas e  mármore travertino.
Diminuição da temperatura e/ou pressão: as soluções de origem profunda resultantes de transformações metamórficas (desidratação, descarbonatação,
etc.) ou de cristalizações magmáticas normalmente contêm significativa quantidade de material dissolvido. Quando essas soluções esfriam ou a pressão diminui, formam-se minerais hidrotermais, depositados na forma de veios ou filões. As fontes termais e os géiseres possuem uma grande quantidade de minerais depositados (carbonatos, sulfetos, arsenietos, halogenetos), constituindo-se em evidências da atuação desse processo.
Interação de soluções: O encontro de soluções aquosas com solutos diferentes, ao se interagirem, pode formar composto insolúvel ou com coeficiente de solubilidade bem mais baixo, que se precipita. Como exemplo pode ser citado o encontro de uma solução com sulfato de cálcio (CaSO4) com outra contendo carbonato de bário (BaCO3), resultando na formação de um precipitado de barita (BaSO4), sulfato de bário.
Interação de soluções e cristais: Nesse caso uma solução com determinado composto solúvel reage com minerais originando outras fases minerais, como o que ocorre quando uma solução com sulfato de zinco entra em contato com calcita, contida em mármores ou calcários, originando  smithsonita (ZnCO3) e a anidrita (CaSO4) ou gipsita (CaSO4. 2H2O).
Interação de gases com soluções: A passagem de gás por uma solução contendo íons pode gerar precipitados, a exemplo do que ocorre com a passagem de H2S (gás sulfídrico) por uma solução contendo cátions de Fe, Cu, Zn etc., formando sulfetos de ferro (pirita FeS2), calcopirita (CuFeS2), esfalerita (ZnS).
Ação de organismos sobre soluções: Esse processo resulta da ação dos organismos vivos, animais ou vegetais, sobre as soluções. Dessa forma um grande número de seres marinhos (corais, crinóides, moluscos etc.) extrai o carbonato de cálcio das águas salgadas para formar suas conchas e partes duras de seus corpos, resultando na formação de calcita (CaCO3) e em menor quantidade aragonita (CaCO3) e dolomita [MgCa(CO3)2]. 
Da mesma forma as esponjas, os radiolários e as diatomáceas provocam a precipitação da sílica amorfa. Algumas bactérias precipitam o ferro (limonita, goethita) ou promovem a deposição do enxofre, nitratos.
COMPOSIÇÃO QUÍMICA
Conforme visto acima, a definição de mineral implica em uma composição química definida (mas geralmente não fixa). Para determinar com segurança a composição química de um mineral é necessário fazer uma análise química em laboratório.
Diversos métodos analíticos (análise por via úmida, fluorescência de raios-x, microssonda eletrônica, espectrometria de absorção atômica, ICP-MS, etc.) podem ser utilizados para tanto, e cada um tem características e aplicações específicas que estão fora do escopo do curso de Fundamentos de Mineralogia.
Os resultados da análise química quantitativa de minerais e rochas são geralmente expressos em proporção relativa ao peso do material analisado. Assim, os elementos (ou óxidos) mais abundantes na amostra podem ser expressos em termos de percentagem em peso, enquanto elementos que estão presentes em quantidades muito pequenas são normalmente expressos em ppm. (partes por milhão, também relativamente ao peso do material analisado).
Classificação química: 
Minerais que possuem um mesmo ânion (ou grupo aniônico) dominante apresentam mais semelhanças entre si do que os que são formados pelo mesmo cátion dominante. Assim, um carbonato de cálcio apresenta muito mais semelhanças com um carbonato de magnésio do que com um sulfato de cálcio. Além disso, minerais que possuem o mesmo ânion (ou grupo aniônico) dominante costumam ocorrer juntos, ou em ambientes geológicos semelhantes (por exemplo, cloretos de sódio e de potássio em evaporitos, carbonatos de cálcio e de magnésio em rochas calcárias, sulfetos de ferro e de cobre em veios hidrotermais, e assim por diante).
Por estas razões, os minerais são agrupados em classes segundo o seu ânion ou grupo aniônico (por exemplo, carbonatos, fosfatos, silicatos).
Cumpre ressaltar, entretanto, que a correta classificação dos minerais não se baseia somente na composição, mas também na estrutura interna de cada mineral (por exemplo, CaCO3 cristalizado no sistema ortorrômbico é o mineral aragonita, enquanto a forma trigonal de CaCO3 é a calcita).
Os minerais dentro de uma classe podem ainda ser subdivididos em famílias, de acordo com o tipo químico, grupos, de acordo com a similaridade estrutural, e espécies (minerais com mesma estrutura, mas com composição química diferente, como os membros de uma série isomórfica). 
Muitos grupos de minerais apresentam um conjunto de elementos sempre presentes, formando poliedros de coordenação, diferenciando-se de outros minerais apenas pela presença de determinados cátions. 
Esses agrupamentos comuns são chamados de radicais químicos e constituem a base da classificação química dos minerais. Considerando os radicais químicos mais importantes podemos classificar os minerais em:
	Classe
	Íons principais
	1. elementos nativos
	Metais, semi-metais, não-metais. Ex. ouro.
	2. sulfetos e sulfosais
	(S) e semi-metais. Ex. galena (PbS), pirita (FeS2)
	3. óxidos e hidróxidos
	 (O); (OH). Ex. hematita (Fe2O3)
	4. haletos
	Cl, F. Ex. halita (NaCl)
	5. carbonatos, nitratos e boratos
	(CO3), (NO3), (BO3). Ex. calcita (CaCO3)
	6. sulfatos, cromatos, molibdatos, tungstatos
	(SO4); (CrO4); (MoO4); (WO4). Ex. scheelita CaWO4
	7. fosfatos, vandanatos, arseniatos
	(PO4); (VO4); (AsO4). Ex. apatita ( Ca5(F,Cl)-(PO4)3
	8. silicatos e aluminossilicatos
	(SiO4). Ex. quartzo ( SiO2
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	Cobre Nativo -Elementos Nativos– Cu
	Pirita- Sulfeto de Ferro - FeS2
	Magnetita – Óxidos – Fe3O4
	
	
	
	Halita – Haletos - NaCl
	Calcita Carbonato de cálcio CaCO3
	Barita – Sulfato de Bário - BaSO4
	
Apatita – Fosfato P2O5
	
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Quartzo SiO2 - Silicato
	
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Feldspato – Silicato - Microclínio KAlSi3O8
Classificação quanto à coloração
Quanto à coloração os minerais classificam-se em: 
Minerais máficos ou fêmicos, aqueles que possuem cores escuras por conterem ferro, magnésio, titânio, manganês, a exemplo da olivina, piroxênios, anfibólios. 
Minerais félsicos ou siálicos, os que são incolores ou brancos, compostos à base de sílica e/ou alumina, tais como quartzo, feldspato, zeólita.
Classificação quanto à densidade:
	Leves: são aqueles que bóiam no bromofórmio por terem densidade menor que esse composto químico (2,89).
Pesados: são os que possuem densidade superior a 2,89, portanto afundam no bromofórmio.
		Minerais de minério 
 São aqueles que constituem os minérios substâncias das quais podem ser extraídos um ou mais elementos úteis com finalidades lucrativas (econômicas). Neste contexto, aparecem à denominação de mineral de ganga e mineral de canga.  .
	
	
	Minerais de gemas ou pedras preciosas
 São minerais que são usados para a confecção de jóias e bijuterias, sendo que nos livros especializados os minerais de gemas podem ser classificados quanto à coloração, dureza, brilho e outras propriedades físicas.
	
	
	Minerais de rochas 
Ocorrem formando as rochas e são frequentes.
	
Minerais de ganga: 
Minerais presentes nas jazidas juntos com os minerais de minério que devido a aspectos econômicos, tecnológicos ou composicionais, não são utilizados, e incorporam-se ao rejeito.
Minerais de canga: minerais que recobrem os depósitos minerais formados pela oxidação ou laterização superficial; dominam os hidróxidos e óxidos de Fe, Al e Mn.
Os minerais podem ser classificados ainda de acordo com as suas propriedades físicas, volatilidade; coloração, brilho; solubilidade; magnetismo e suscebilidade magnética; densidade (leves e pesados); fusibilidade; radiatividade, tenacidade.
Estruturas Cristalinas
Os minerais apresentam frequentemente uma regularidade de forma, que espelha sua estrutura regular interior. Esta regularidade é comum a corpos no estado sólido, que, quando levados a solidificar de forma apropriada, tendem a se estruturar no espaço de forma regular, isto é, no
estado cristalino, sendo este o estado de mais baixa energia. O tipo de estrutura que se forma está relacionado com as forças interatômicas que regem o arranjo e depende da valência e das dimensões dos íons envolvidos.
Nos arranjos cristalinos as distâncias interatômicas são da ordem de 10-9 m (10 Å). Para estudar estruturas com estas dimensões a luz visível não é mais adequada, e foi necessário o descobrimento de uma radiação eletromagnética com comprimento de onda (() muito menor: os Raios-X ((~1 Å), descobertos em 1895 por W.C. Röntgen. 
Em 1913 W.H. e W.L. Bragg descobriram que os Raios-X são modulados de modo característico por cristais. A lei que rege esta modulação, denominada de difração, está relacionada com a distância entre os planos cristalinos (d), o ângulo de incidência do feixe de Raios-X (() e o comprimento de onda(() dos Raios-X e é chamada de Lei de Bragg: 
 2 d sen ( = n(
O fenômeno da difração confirma experimentalmente que o cristal é um arranjo periódico de íons no espaço, denominado de rede cristalina ou retículo cristalino. Geometricamente, este arranjo é definido como um conjunto de pontos no espaço de tal modo que a partir de cada um desses pontos os pontos vizinhos se localizem exatamente da mesma forma. As maneiras possíveis, que estes pontos podem se encontrar em 3 dimensões são apenas 14: as redes de Bravais. A célula unitária das redes de Bravais pode ser preenchida com íons de diferentes tipos (denominados base da rede cristalina), desde que seja obedecida a lei de neutralidade elétrica do conjunto e seja viável geometricamente para os raios iônicos dos elementos em questão.
Cristalografia
Conceitos fundamentais
É o ramo da mineralogia que estuda, além dos minerais, todas as demais substâncias cristalinas, inorgânicas ou orgânicas, naturais ou sintéticas. Em síntese, a cristalografia pode ser considerada como sendo a ciência descritiva do estado cristalino.
Divide-se em:
 Cristalografia geométrica:
Estudo da forma externa ou morfologia dos cristais, o que tem relação direta com a disposição regular dos átomos que formam as substâncias;
Cristalografia estrutural: 
Estudo descritivo e determinativo da geometria da estrutura cristalina;
Cristalografia química:
Estudo descritivo da disposição estrutural dos átomos e das ligações entre essas partículas;
 Cristalografia física:
Estudo descritivo e explicativo das propriedades físicas dos cristais
 
Relação da cristalografia com outras ciências
É fácil entender a interelação com a física, química e a mineralogia, já na matemática a interelação se dá pela geometria espacial, trigonometria e álgebra linear. É a ciência que deu subsídio para o estudo cristalográfico, desde que o filósofo Platão definiu seus sólidos fundamentais. 
Foi o pensador Grego Platão, quem fez as primeiras observações acerca da geometria externa dos cristais naturais, estabelecendo os princípios básicos de simetria.
Cristais
Do grego e significa gelo, cujo significado original era associado á substância quartzo (dióxido de silício natural – SiO2), que os filósofos da idade antiga acreditavam tratar-se de água congelada a temperaturas extremamente baixas.
 São substâncias que ao passar do estado líquido ou gasoso, para o estado sólido da matéria, adquirem uma ordenação sistemática interna de seus átomos. São compostos por íons, moléculas ou átomos dispostos em três ou quatro orientações cristalográficas.
 Como exemplo, o mineral silvita (KCl) apresenta disposição em que um átomo de K (potássio) está localizado sempre entre seis ânions de cloro, vice-versa, configurando, desta maneira um composto em que o potássio e o cloreto têm número de coordenação 6.
Esta combinação dos íons manifesta uma forma exterior poliédrica, limitada por superfícies planas, que resguardam uma unidade básica menor, chamada de célula unitária.
O processo responsável pela formação dos cristais é conhecido como cristalização, que consiste no crescimento do sólido a partir de líquidos ou gases de uma substância. A cristalização inicia com a formação de núcleos, em que os limites naturais são as superfícies dos sólidos, denominados de faces cristalinas, estas faces tendem a crescer indefinidamente, enquanto houver espaço e fluído suficientes, além das condições químicas e físicas adequadas (pressão e temperatura).
Entender os sólidos cristalinos e visualizar seu arranjo espacial é fundamental para se assimilar a diversidade das estruturas possíveis da matéria. O retículo cristalino pode ser formado por um único tipo de átomo, íon ou molécula, ou por agrupamentos, formando o empacotamento cristalino. Se a célula unitária de um cristal for cúbica e a sua unidade fundamental repetir-se ordenadamente ao longo de três dimensões, gera-se um cubo formado por outros cubos. Porém se por uma diferenciação nas condições físico-químicas reinantes, durante o empilhamento e forem suprimidos alguns cubos em alguma das direções, outras formas podem ser geradas.
Matéria Cristalina e Matéria Amorfa
Os sólidos dividem-se em matéria cristalina e matéria amorfa.
Matéria cristalina é o material que forma os cristais e que apresenta homogeneidade, podendo ser isótropa ou anisótropa. Será sempre homogênea, e por homogeneidade entende-se o fato de duas ou mais porções de um determinado cristal, quando orientados, não podem ser distinguidas umas das outras por nenhuma de suas propriedades físicas ou químicas.
Anisotropia é entendida quando as substâncias cristalinas apresentam ordenações diferentes de seus átomos ou variações de composição química nas suas diferentes direções, em conseqüência, suas propriedades, tanto físicas, quanto químicas ou óptica serão diferentes ao longo delas.
Isotropia é quando a propagação da luz, ou qualquer outra propriedade física, tem igualdade na sua velocidade. Apresentam este fenômeno, os materiais amorfos, como gases, líquidos e vidros. Os cristais isométricos, com constantes paramétricas (a=b=c), além de cristais do sistema tetragonal em sua secção basal com constantes (a=b) apresentam a propriedade. Determinadas secções de sólidos de outros sistemas cristalinos, podem apresentar parâmetros iguais e, portanto poderão ser também isótropos. 
Como exemplo de substância isótropa tem-se o ouro nativo (Au) e o diamante, como exemplo de anisótropas, o quartzo (SiO2) e o ortoclásio (KAlSi3O8).
Retículos de Bravais
Retículo espacial
Um conjunto tridimensional regularmente repetível de pontos de uma estrutura cristalina. Cada ponto tem uma vizinhança idêntica.
Ligações Químicas nos Minerais
	Embora alguns minerais (como o Au e o enxofre nativo) sejam compostos por apenas um elemento, a grande maioria dos minerais é composta por diversos elementos, que formam um composto químico estável em determinadas condições. 
	O tipo de ligação química que se estabelece entre os elementos que compõem os minerais é determinado pelos elétrons do nível de valência, que definem a afinidade química dos elementos.
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 Os tipos de ligações que podem ser formadas entre os átomos são os seguintes.
Ligações Fortes
Ligação Iônica 
	A configuração mais estável da eletrosfera de um átomo é a configuração de gás nobre. Na ligação iônica esta configuração é alcançada através da transferência de elétrons de um átomo para o outro, resultando em íons com carga oposta (cátions positivos + ânions negativos). O cristal iônico é constituído pela alternância de cátions e ânions, de modo que os primeiros vizinhos tenham cargas opostas, mantidos juntos por forças eletrostáticas. As ligações são fortes (de 600-1500 kJ/mol), o que se reflete nos altos pontos de fusão de materiais iônicos. Os íons comportam-se como esferas impenetráveis, sem direção preferencial para a ligação com os seus vizinhos. 
	Ex: NaCl, CsCl, CaCl2
Ligações Covalentes 
	Nas ligações covalentes os elétrons da camada eletrônica mais externa são compartilhados entre átomos vizinhos, produzindo uma sobreposição
dos orbitais atômicos adjacentes. As ligações são fortes, tipicamente de 500-1000kJ/mol, e fortemente direcionais, isto é, conferem rigidez à estrutura. 
O número de ligações covalentes que podem ser formadas por cada átomo, depende do número de elétrons disponíveis no nível mais externo. O número de coordenação é definido pela configuração do nível exterior e da hibridização dos orbitais. Por exemplo, no carbono a hibridização sp2 permite três vizinhos próximos (ex. grafite), enquanto que na hibridização sp3 o número de primeiros vizinhos é quatro (diamante). 
A ligação covalente em sólidos ocorre entre átomos não metálicos de mesmo tipo (C, Si, Ge), ou entre átomos de diferentes tipos, que sejam do lado direito da tabela periódica (cristais artificiais de GaAs, InSb, SiC, utilizados em eletrônica). Porém muitas moléculas ou íons complexos são formadas por ligações covalentes (Cl2, H2, H2O, CH4, SiO44+). Em sólidos, quando as ligações ocorrem entre elementos diferentes, frequentemente o compartilhamento dos elétrons se torna desigual e a ligação passa a ter polaridade, adquirindo certo caráter iônico.
Ligações Metálicas
	Nesse tipo de ligação, os elétrons de valência são compartilhados por todo sólido - não se encontram ligados a nenhum átomo em particular e podem se mover livremente em todo sólido, o que confere a propriedade de condutividade elétrica aos metais. Os cátions são como que “cimentados” por esta nuvem de elétrons. 
Não existe nenhum direcionamento da ligação e os cátions tendem a se agrupar num empacotamento denso de esferas iguais (em estruturas hexagonais ou cúbicas de face centrada). A ligação é forte na maioria dos metais (850 kJ/mol em W, 406 kJ/mol em Fe) e fraca apenas no caso de Hg(68 kJ/mol).
Ligações Fracas
Forças de van der Waals 
	São forças de atração que não envolvem cargas individuais, mas estão relacionadas com a existência de dipolos na distribuição de cargas dos átomos e íons. Existem entre todos os íons e átomos de um sólido, mas podem estar obscurecidas pelas ligações fortes presentes. Possuem ordem de grandeza típica de 10 kJ/mol. 
São importantes em estruturas em que grupos ligados covalentemente estão ligados por estas forças ao resto da estrutura. Ex: os planos de grafite são ligados um entre o outro por forças de van der Waals - é o fácil deslizamento entre estes planos que define os planos de clivagem e que dá a propriedade de lubrificante à grafite.
Número de Coordenação 
	As regras de Pauling definem como o arranjo cristalino tridmensional se forma a partir de uma dada associação de átomos e moléculas. Essas regras, essencialmente aplicáveis às estruturas iônicas, permitem visualizar o que vai acontecer com a ordenação envolvendo ligações de outros tipos. Segundo a primeira regra, um grupo de ânions, conhecido como poliedro de coordenação, pode ser imaginado como linhas que ligam pares de ponto, sendo que cada ponto representa o centro de um ânion. O número de ânions necessários para contornar cada cátion é dado pela razão entre o raio iônico dos cátions em relação aos ânions Assim:
	Razão do Raio Rc/Râ
	No de Coordenação
	Geometria do Empacotamento
	0.155
	3 ânions
	Trigonal (ex. CaCo3)
	0.225
	4 ânions
	Tetragonal (ex. SiO4)
	0.414
	6 ânions
	Octaédrica (ex. SnO6 na cassiterita)
	0.732
	8 ânions
	Cúbica (ex. CaF8 na fluorita)
	>=1
	12 ânions
	Cubooctaédro (ex. FeFe12 no ferro nativo)
Como o número de coordenação depende da razão entre o cátion o ânion, é possível haver substituição dentro da estrutura cristalina de íons de mesma afinidade química e raios iônicos semelhantes. A subsituição iônica ocorre normalmente entre os cátions, embora possa ser verificada em menor proporção entre ânions. Essa substituição não afeta e estrutura do cristal e dá origem a séries de soluções-sólidas ou isomorfas. O isomorfismo é, assim, a propriedade que certos minerais (ou grupos de minerais) têm de variar a composição dentro de certos limites. Séries isomorfas muito comuns na natureza são: da família do plagioclásio (CaAl2Si2O8- NaAlSi3O8) e da olivina (MgSiO4-FeSiO4). Essas séries isomórficas evidenciam duas regras básicas que definem a possibilidade de substituição iônica:
 A substituição ocorre entre íons cujos raios difiram menos de 15% (fácil entre Fe2+ e Mg2+, mas difícil entre Ca2+ e Mg2+, embora possa ocorrer);
 Se a substituição ocorre entre cátions com carga diferente (ex. Ca2+ e Na1+) a diferença de carga tdeve ser compensada por substiuição envolvendo outros cátions do mineral (ex. Al3+ por Si4+ no plagioclásio). 
Para muitas substâncias químicas, entretanto, existe mais de uma estrutura cristalina possível. Assim uma mesma susbtância química pode cristalizar-se com diferentes estruturas, formando minerais com diferentes propriedades físicas. Essa propriedade, denominada polimorfismo, é observada em diferentes substâncias na natureza, sendo os exemplos mais comuns a Série Polimórfica do SiO​2 e do Al2SiO5.
Sistemática dos Silicatos
	Considerando a composição da crosta terrestre, facilmente se conclui que os principais e mais abundantes minerais fomadores de rochas serão compostos por oxigênio e silício. De fato, o radical SiO44+ou SiO2, chamado de silica, é extremamente estável e constitui a porção fundamental característica de todos os silicatos.
Como pode ser calculado no problema acima proposto, o radical SiO2 tem a forma de um tetraedro regular, com o átomo de silício no centro circundado pelos quatro átomos de oxigênio nos vértices. O Si pode ser substituído por Al, que apresenta raio iônico similar e afinidade química similar ao Si e também forma tetraedros com o O.
 Neste caso, os minerais são denominados de aluminossilicatos, sendo classificados segundo as mesmas regras que os silicatos strictu sensu.
Os silicatos podem formar estruturas cristalinas variadas, dependendo do arranjo dos tetraedros de sílica. Estes podem estar ligados entre si por cátions ou por oxigênios compartilhados. Cada oxigênio só pode ser compartilhado por dois tetraedros. Essas restrições definem seis arranjos estruturais possíveis para os silicatos, que podem ser utilizadas para classificá-los:
silicatos de tetraedros isolados (nesosilicatos): nos quais os tetraedros de sílica são ligados uns aos outros por cátions de outra natureza (e.g. Ca+2, Fe+2, etc). Ex: olivina - (Mg,Fe)SiO4
			
 Olivina= (Mg, Fe)2SiO4
silicatos em anel (ciclosilicatos): nos quais os tetraedros apresentam dois vértices compartilhados, i.e. ligados diretamente a outros tetraedros de sílica formando anéis, e dois vértices ligados a cátions de outra natureza. Ex: berílio – Be3Al2Si6O18
				
Turmalina.
silicatos em cadeia simples (inosilicatos): este grupo também apresenta tetraedros de sílica com apenas dois vértices compartilhados, mas neste caso formando cadeias “infinitas” que se ligam umas as outras através de cátions de outra espécie. Ex: hiperstênio (grupo dos piroxênios) – (Mg,Fe)2Si2O6
		 
Piroxenos. Opx= (Mg, Fe) SiO3 y Cpx= Ca(Mg, Fe) Si2O6
silicatos em cadeia dupla (inosilicatos): similar aos inossilicatos de cadeia simples, mas neste caso, apresentando sempre duas cadeias ligadas umas as outras diretamente e então ligadas entre si através de cátios. Ex: tremolita (grupo dos anfibólios): Ca2Mg5Si4O11(OH)2
	 	
Anfíboles. Hornblenda= a2Na(Mg,Fe)4Al3Si8O22(OH)2
silicatos em folha (filosilicatos): neste grupo os tetraedros compartilham três vértices formando um plano. Cada um desses planos é ligado a outros por cátions de natureza diversa. Ex: talco – Mg3Si4O10(OH)​2; caolinita (argilo-mineral) – Al4Si4O10(OH)2; muscovita (mica) - KAl3Si3O10(OH)2
			
	Biotita= K(Mg,Fe)3AlSi3O10(OH)2
silicatos em cadeias tridimensionais (tectosilicatos): todos os vértices dos tetaredros são compartilhados formando uma estrutura tridimensional. Quando há substituição do Si4+ por Al3+ nos tetraedros a carga elétrica do composto é neutralizada