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Mineralogia I Aula 3 SIMETRIA E SINGONIA No estudo dos cristais, temos que distinguir dois tipos de simetria: (1) a simetria externa (a geométrica) e (2) a simetria interna (a física). Singonia é a simetria encarada do ponto de vistaSingonia é a simetria encarada do ponto de vista exclusivamente geométrico. Simetria ou simetria física é aquela que, além do aspecto geométrico, leva em conta as particularidades físicas de cada face. Muitos autores costumam substituir a palavra sistema por singonia. Ao invés de usar "sistema cúbico" ou "sistema tetragonal", se referem a "singonia cúbica" ou "singonia tetragonal". Singonia e Simetria em um cristal de pirita A pirita pode cristalizar em cubos que apresentam estrias em 3 direções. Singonia e Simetria em um cristal de pirita Um cubo sem estrias possui simetria 3E4 4E3 6E2 C 3P 6P´ Um cubo com estrias possui simetria 3E2 4E3 C 3P Singonia e Simetria em um cristal de pirita Portanto, considerando um cubo estriado: Sua simetria é 3E2 4E3 C 3P Sua singonia é 3E4 4E3 6E2 C 3P 6P´ Simetria e singonia em um cristal de quartzo A singonia do cristal é hexagonal porque as faces dos dois romboedros possuem o mesmo desenvolvimento. Mas a simetria, se um romboedro tiver faces foscas e o outro romboedro faces lisas, será trigonal. Simetria e singonia em um cristal de blenda Sinônimos de blenda (ZnS): Esfalerita Sphalerite Sphalerit São dois tetraedros combinados.São dois tetraedros combinados. Se tiverem o mesmo tamanho, considerando apenas a geometria, terá singonia cúbica holoédrica. Mas se forem consideradas as faces lisas e rugosas alternadas, terá simetria cúbica hemiédrica. FIM a) Lei da Constância dos Ângulos (Lei de Stenon / Romé de L´Isle 1772) "Numa determinada espécie mineral, o ângulo diedro formado entre duas faces definidas (homólogas), independente das irregularidades de crescimento presentes, é sempre constante nos diferentes cristais de uma mesma espécie mineral". Em outras palavras, a igualdade dos ângulos permanece preservada nas variações de uma mesma forma cristalina. Este ângulo é a única característica real da simetria cristalográfica. Quando as faces análogas de um cristal tiverem o mesmo desenvolvimento, tendo a mesma dimensão, diz-se que a forma resultante é regular. Se o crescimento das faces é perturbado, desenvolvendo- se algumas faces mais que as outras, fala-se em formas distorcidasdistorcidas Mas cristalograficamente as duas formas são equivalentes, pois os ângulos diedros são iguais e a relação das distâncias a que as faces das duas formas cortam os eixos, são as mesmas. b) Lei da Racionalidade dos Índices (Lei de Renée Haüy 1881) "Se tomarmos como eixos coordenados as arestas convergentes num vértice do cristal e considerarmos uma face que intercepte esses eixos, a relação entre os parâmetros desta face e os de outra face qualquer, possível ou existente, sempre será expressa por números inteiros, racionais e simples". Parâmetros da face ABC: OA, OB e OC Parâmetros da face A´B´C´: OA´, OB´ e OC´ OA/OA´ : OB/OB´ : OC/OC` OA/OA´ : OB/OB´ : OC/OC` = m, n, p. Como Haüy determinou experimentalmente, os parâmetros m, n e p são números inteiros, simples e pequenos e a relação entre eles é sempre simples e racional (Princípio dos Pequenos Números). FIM ISOTROPIA E ANISOTROPIA Senarmon fez uma experiência em que recobriu com cera um cristal de gipso (CaSO4 nH2O). Depois, aqueceu uma agulha e tocou uma face recoberta com cera em vários pontos com a ponta da agulha. A cera derreteu formando uma série de elipses isoorientadas. Fazendo a mesma experiência com vidro, constata-se que a cera fundida devido ao calor da ponta aquecida da agulha forma círculos. No primeiro caso, houve variação de reações nas diferentes direções do cristal ou seja, o calor propagou-se com maior velocidade em uma direção e mais lentamente na outra direção. A esta característica dá-se o nome de anisotropia a estes cristais denominamos anisótropos. No segundo caso, o calor propagou-se com a mesma velocidade em todas as direções ou seja, houve "constância de reações nas diferentes direções". A isto denominamos de isotropia e os cristais com esta característica são os cristais isótropos. Os índice de refração dos minerais variam nas diferentes direções nos minerais anisótropos. Todos os minerais cúbicos são isótropos. Os minerais anisótropos apresentam o fenômeno da dupla refração. Halita Calcita O comportamento dos minerais, se anisótropos ou isótropos, é de fundamental importância na sua análise. Minerais anisótropos apresentam muito mais características observáveis ao microscópio do que minerais isótropos. FIM 1. GRAU DE PERFEIÇÃO Grau de perfeição é usado na análise de minerais ao microscópio ótico com o uso de lâminas delgadas. É uma das características analisadas, pois muitos minerais tem graus de perfeição muito característicos, facilitando muito seu reconhecimento.reconhecimento. 1. GRAU DE PERFEIÇÃO Euédrico: bem formado Esfeno (= sphene, Sphen) euédrico Subédrico: mais ou menos bem formado Plagioclásio subédrico em rocha vulcânica Anédrico: mal formado Quartzo em granito HOLOEDRIA E HEMIEDRIA Forma holoédrica é aquela que apresenta o grau de simetria máximo do sistema ao qual pertence. Forma hemiédrica é aquela que apresenta um número menor de faces que o sólido holoédrico correspondente. Portanto, as formas hemiédricas apresentarão simetria reduzida em relação às formas holoédricas de seu sistema. Exemplo: No sistema cúbico há 5 classes. A classe da fluorita (ou hexaoctaédrica) possui a simetria máxima do sistema e é a classe holoédrica: 3E4 4E3 6E2 C 3P 6P’4 3 2 As outras 4 classes apresentam simetria menor e são, portanto, as classes hemiédricas, como a classe da cuprita: 3E4 4E3 6E2 O octaedro da classe da fluorita será um sólido holoédrico e o tetraedro da classe da esfalerita será um sólido hemiédrico. Sistema Cúbico: Holoedria Hemiedria Claramente um mineral hemimórfico !mineral hemimórfico ! Todos os Sistemas Cristalinos apresentam uma classe holoédrica e uma classe hemiédrica. INCLUSIVE o Sistema Triclínico, cuja simetria máxima (da classe holoédrica) é de apenas um Centro de Simetria. Possui uma classe hemiédrica, a Classe Pedial, que não possui simetria nenhuma e apresenta cristais formadospossui simetria nenhuma e apresenta cristais formados apenas por pédions. FIM Goniometria é a parte da Cristalografia que se ocupa da medição dos ângulos entre faces e arestas que os cristais apresentam. Constitui o ponto de partida para operações cristalográficas como projeções, cálculo de constantes ecristalográficas como projeções, cálculo de constantes e pesquisa morfológica dos cristais. Goniômetro chama-se qualquer aparelho construído para medir ângulos - sejam cristalográficos, astronômicos, topográficos ou outros. Goniometria é a parte da Cristalografia que se ocupa da medição dos ângulos entre faces e arestas que os cristais apresentam. Constitui o ponto de partida para operações cristalográficas como projeções, cálculo de constantes ecristalográficas como projeções, cálculo de constantes e pesquisa morfológica dos cristais. Goniômetro chama-se qualquer aparelho construído para medir ângulos - sejam cristalográficos, astronômicos, topográficos ou outros. a) Goniômetros de Contato - de um círculo destina-se a medir ângulos em cristais de tamanho maior. Embora não tenha precisão muito elevada, forneceu resultados muitosatisfatórios. Inventado por Caracgeot por 1783, serviu paraCaracgeot por 1783, serviu para trabalhos clássicos da Cristalografia. Podem ser metálicos, com braços deslocáveis para cristais muito grandes, e pontas afiadas para permitir o trabalho com faces situadas em concavidades. É mais usado para finalidades didáticas. a) Goniômetros de Contato - de dois círculos usado a partir de 1892, por Victor Goldschmidt, tem substituído os de um círculo. Sua vantagem é a maior rapidez. Consiste de um círculo horizontal, um círculo vertical, um aparelho de ajuste evertical, um aparelho de ajuste e um pé. Uma vez colocado o cristal, obtém-se a distância polar phi e a latitude rô. b) Goniômetros de Reflexão - de um círculo Baseia-se no princípio da percepção sucessiva dos rais de luz refletidos nas faces de um cristal. Consiste de uma fonte de luz, uma ocular, uma platina horizontal com limbo (nônio) e umhorizontal com limbo (nônio) e um dispositivo de ajuste e centragem do cristal. O sinal de luz refletido chama-se sinal de Websky, homenagem a um cristalógrafo que aperfeiçoou o aparelho. b) Goniômetros de Reflexão - de dois círculos Para evitar esta contínua mudança de posição, W. Miller, em 1874, criou este segundo tipo, aperfeiçoado depois por E. Fiódorov e por E. Flint. Consiste de um círculo vertical, um círculoum círculo vertical, um círculo horizontal, uma ocular, uma fonte de luz e um dispositivo para ajuste e centragem do cristal. São fáceis de instalar e conservam esta posição com exatidão. Este tipo de goniômetro difundiu-se rapidamente a partir de 1893. c) Goniômetro de Raio X (ou de Weissenberg) Consiste de um dispositivo de fixação rotatório. O cristal gira tendo como envoltório um filme fotográfico, no qual são registrados os espectros.registrados os espectros. Seu uso é limitado porque requer um longo tempo de exposição, porque a interpretação das fotografias demora mais e porque um movimento mais preciso controlando seu filme requer aparelhos mais caros e sofisticados. c) Goniômetro de Raio X (ou de Weissenberg) Consiste de um dispositivo de fixação rotatório. O cristal gira tendo como envoltório um filme fotográfico, no qual são registrados os espectros.registrados os espectros. Seu uso é limitado porque requer um longo tempo de exposição, porque a interpretação das fotografias demora mais e porque um movimento mais preciso controlando seu filme requer aparelhos mais caros e sofisticados. d) Outros Goniômetros para medir cristais grandes para medir cristais pequenos para medir cristais a altas temperaturas para medir cristais a baixas temperaturas para preparar cristais lapidados e orientados para medir cristais na solução durante o crescimento. www.mineralogy.be Paul Tambuyser Hábito Termo usado na descrição de minerais que envolve uma série de conceitos, desde a forma cristalográfica até o agregado cristalino que o mineral apresenta. Há dezenas de hábitos diferentes. Na ausência de cristais individuais com formas cristalinas perfeitamente desenvolvidas, o reconhecimento do hábito é absolutamente essencial e muitas vezes diagnóstico. Vamos ver 20 tipos diferentes. Maciço: o mineral apresenta-se como um agregado maciço de cristais muito pequenos. Pirita Prismático curto: o mineral forma prismas bem definidos, mas curtos. Augita Prismático longo: o mineral forma prismas longos. Aegirina Colunar: o mineral forma colunas (prismas longos e grossos). Escapolita Acicular: cristais finos e longos, lembrando uma agulha. Dumortierita em quartzo Fibroso: cristais longos e finos, geralmente “macios”. Dendrítico: formas arborescentes, lembrando galhos de árvores. Prata nativa. Drúsico: cristais atapetando uma superfície. Micáceo: agregado formado por placas finas superpostas Micas em geral. Granular: o mineral forma grânulos mais ou menos redondos que se agrupam. Cromita Mamelonado: o mineral forma agregados cujo topo é formado por superfícies esféricas justapostas. Botrioidal: massa formada por glóbulos arredondados, lembrando um cacho de uvas. Romanechita Filiforme: agregado cuja disposição lembra uma pena. Octaédrico: quando o mineral ocorre como octaedros. Radial: quando os cristais formam um agregado de disposição radial. Estalagtítico: quando o mineral forma agregados que se assemelham a cones pendentes. Tabular: cristais de formas retangulares, mas com uma das dimensões muito reduzida. Barita Coralóide: o agregado mineral lembra vagamente um coral. Aragonita Pisolítico: o mineral apresenta-se como formas arredondadas do tamanho de ervilhas. Calcita Oolítico: o mineral apresenta-se como formas arredondadas do tamanho de ovos de peixe. Calcita Concêntrico: quando a estrutura do mineral apresenta-se composta de esferas superpostas. FIM Malaquita
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