Aula 02 Minerais

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Minerais 
Formadores de Rochas
Breck P. Kent
Mineral
sólido 
inorgânico;
ocorre naturalmente;
estrutura interna ordenada;
composição química definida.
Fig. 2.1
ARTIFICIAL
Ferro metálico
LIQUIDO
Água do mar
(H2O + sais)
ORGANICO
Vegetação
(celulose)
GAS
Ar
(oxigênio)
NATURAL
Minério de Ferro (hematita)
SOLIDO
Areia (quartzo)
INORGANICO
Sal de rocha (halita)
Mineral
Não-Mineral
Rocha
Uma agregado natural de um ou mais minerais.
	Crosta Terra
Oxigênio		46.3 %	29.5%		
Silício		28.2%	15.2%
Aluminio		8.2%		1.1%
Ferro		5.6%	34.6%
Calcio		4.1%		1.1%
Sodio		2.4%		0.6%
Potassio		2.1%		0.1%
Magnesio 		2.3%	12.7%
Titanio		0.5%		0.1%
Niquel		trace		2.4%
outros		trace		2.7%
Abundância de elementos (%)
Íon
Uma partícula eletricamente carrregada compostadeum átomo que perdeu (cátion) ou (ânion) ganhou elétron de outro átomo.
Íons importantes nos minerais
ânions	carga	cátions	carga
O	-2
Si	+4
K	+1
Ca	+2
Na	+1
Al	+3
Mg	+2
Fe	+2 or +3
Fig. 2.4c
Ligações eletrostáticas
NaCl (Halita)
Fig. 2.5
Ligações covalentes no diamante
Símbolos químicos
Oxygen		O		Magnesium	Mg
Silicon		Si		Iron			Fe
Aluminum	Al		Sodium		Na
Potassium	K		Calcium		Ca
Carbon		C		Titanium	Ti
Hydrogen	H		Argon		Ar
Uranium	U		Zirconium	Zr
Strontium	Sr		Lead		Pb
Tetraedros de Carbono do Diamante
Fig. 2.8a
Compartilham elétrons de cada um dos quatro átomos vizinhos
Rede de Tetraedros de Carbono
Fig. 2.8b
Tetraedros estendem–se em todas as direções 
Fig. 2.9
Etrutura atômica do 
 Cloreto de Sódio (Halita)
Íon Cloro
Íon Sódio
Imagem microscópica da Galena
Fig. 2.10
Kevin M. Rosso & 
Michael F. Hochella, Jr
Galena
Fig.
 2.10b
Chip Clark
Cristais Perfeitos 
Halita (cubo)
Quartzo (hexagonal)
Fig. 2.11
Halita (Cúbica) e Quartzo (Hexagonal)
Ed Degginger &
Bruce Coleman
Breck P. Kent
Geodo de 
Quartzo 
 O amplo espaco 
permite o desencolvimento
 de grandes cristais
Fig. 2.12
Chip Clark
A razão entre os raios do cátion e do ânion determinam
a geometria do empacotamento dos íons
Fig. 2.13
Íon Cloro
Íon Sódio
Razão entre ráios e a carga
Polimorfos
Minerais com a mesma composição química mas estrutura cristalina diferente.
ex., 	diamante e grafite
andalusita, cianita e silimanita
Grafite
Estrutura Atômica		 Forma do Cristal
Fig. 2.15a
Ken Lucas, Visuals Unlimited
Diamante
Estrutura Atômica 	 Forma do Cristal
Fig. 2.15b
E.R. Degginger, Photo Researchers
Polimorfos de Carbono
P.L. Kresan
Há cerca de 3.500 minerais reconhecidos na Terra.
Porém,
Para o nosso propósito, vamos focar somente em 12.
Silicatos - Si, O e outros elementos, o mais abundante grupo mineral na crosta terrrestre
Carbonatos - Ca, Mg and CO3
Sais - NaCl
Minerais
Tetraedro de silício-oxigênio 	
Quatro oxigênios são ligados a um íon de silício.
Estes tetraedros se combinam pra fazer estrutura dos silicatos.
Diferentes combinações produzem diferentes estruturas.
Fig. 2.16a
Íon Silicato 
[SiO4] 4-
Íon Silício
Íon Oxigênio
Fig. 2.16b
Fig. 2.17a
Silcato formado por tetraedros isolados 
(exemplo: olivina)
Olivina
Chip Clark
tetraedros de silício
Fig. 2.17
(a)Tetraedros isolados (ex: olivina)
(b)Tetraedros em cadeias simples (ex: piroxênio)
(c)Tetraedros em cadeias duplas (ex: anfibólio)
tetraedros de silício
Silicatos laminados 
(examplo: mica)
Fig. 2.17d
Isolado
Anel
Cadeia simples
Cadeia dupla
Lâmina
Silicato com organização tridimensional (exemplo: feldspato, quartzo)
Fig. 2.18
Feldspato
Mica
Quartzo
Olivina
Alguns Silicatos 
Chip Clark
Fig. 2.19
Piroxenio
Silicatos
 Félsicos 
Silicatos Máficos
Olivina
Piroxênio
Quartzo
Feldspatos
Chip Clark
Grupos dos SiIicatos
Olivina	Si, Fe, Mg
Piroxênios	Si, Fe, Mg, Ca
Anfibólios	Si, Ca, Mg, Fe, Na, K
Micas	Si, Al, K, Fe, Mg
Feldspatos	Si, Al, Ca, Na, K
Carbonatos	C, Ca, Mg
Evaporitos	K, Cl, Ca, S
Nome Constituintes importantes
Alguns Minerais Não-silicatados
Halita
Espinélio
Gipsita
Hematita
Calcita
Pirita
Galena
Chip Clark
Óxidos
Hematita
Magnetita
Coríndon
Sulfatos e Sulfetos
Galena
Gipsita
Pirita
Carbonatos
Calcita
Dolomita
Fig. 2.21a
Estrutura atômica do carbonato de cálcio (Calcita)
Oxigênio
Carbono
(a) Íon carbonato (CO3-2)
Fig. 2.21b
Estrutura atômica do Carbonato de Cálcio 
(Calcita)		 
Íon carbonato (CO3-2)
Íon Cálcio (Ca2+)
Minerais importantes
Quartzo	SiO2
Calcita	CaCO3
Biotita	
Olivina	(Mg,Fe) 2SiO4	
Plagioclásio (Ca-Na feldspato)
K-feldspato
	
Formação dos Minerais
Cristalização do magma
Crescimento de cristais no estado sólido 
Precipitação a partir de solução
Identificação de Minerais
Cor
Forma do Cristal
Dureza
Clivagem
Densidade
Risco
Sistema cristalino
Calcita reage ao “teste ácido”
Fig. 2.22
Riscado com unha
Riscado com moeda
Vidro
Lâmina canivete
Lixa de aço
Escala de dureza de Mohs
Talco
Gippsita
Calcita
Fluorita
Apatita
Ortoclásio
Quartzo
Topázio
Coríndon
Diamante
Mineral
Escala
Objetos comuns
Fig. 2.23
Estrutura 
atômica
das Micas
Cátions das entrecamadas
Cátions das entrecamadas
Clivagem
 ao longo
do plano 
entrecamada
Lâminas octaédricas
Lâminas octaédricas
Lâminas Octaédricas
Clivagem perfeita da mica
Fig. 2.23
Chip Clark
Clivagem Romboidal da calcita
Fig. 2.24
Chip Clark
Fig. 2.25
Comparação de 
clivagem e faces cristalinas
Piroxênio
Amfibólio
Direções 
de clivagem
Faces
cristalinas
Metálico
Vítreo
Resinoso
Graxo
Perolizado
Adamantino
Sedoso
Fortes reflexões produzidas por substâncias opacas 
Brilho de vidro
Característico das resinas, como o âmbar
Aparência de recobrimento por óleo 
Aparência de recobrimento por óleo 
Brilho branco materiais perolizados 
Brilho de materiais fibrosos como a seda
Brilho lustroso do diamante e materiais similares 
Brilho dos minerais
Fig. 2.26
Hematita
Risco
Brent P. Kent
Dureza
Clivagem
Fraturas
Brilho
Cor
Risco
Densidade
Propriedades
Relação com a composição e estrutura do cristal
Propriedades físicas dos minerais
Ligações químicas fortes produzem minerais duros. Ligações covalentes são geralmente mais fortes que ligações iônicas.
Clivagem é fraca se as ligações químicas são fortes e é boa se as ligações são fracas. Ligações covalentes redundam em minerais com clivagem fraca ou sem clivagem; ligações químicas fracas produzem boa clivagem.
O tipo é relacionado a distribuição das ligações químicas através de superfícies irregulares.
Tende a ser vítreo para cristais com ligações iônicas e mais variável para cristais com ligações covalente.
Determinado pelos tipos de átomos e traços de impurezas. Muitos cristais com ligações iônicas são incolores. O Fe tende a produzir cores fortes. 
A cor do pó é mais característica do que a do mineral massivo porque os grãos são uniformes.
Depende do peso atômico dos átomos e suas proximidades de empacotamento na estrutura do cristal. Minerais de ferro têm alta densidade; minerais com ligações covalentes têm um empacotamento mais aberto e então têm densidades baixas.
Crisotila (uma forma de Asbesto)
Runk/Schoenberger/Grant Heilman Photography