Introdução à Mineralogia: Propriedades e Composição

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UNIVESIDADE FEDERAL DE PELOTAS 
CENTRO DAS ENGENHARIAS – CENG 
DISCIPINA DE GEOLOGIA APLICADA I 
 
AULA 3 - Introdução a 
Mineralogia 
 
 
 
 MINERAL: 
 
A) substância de ocorrência natural ( geológicos); 
 
B) sólida; 
 
C) cristalina; 
 
D)geralmente inorgânica; 
 
E) com uma composição química específica 
definida. 
A) Substância de ocorrência natural – encontrada na natureza com origem à partir de 
processos geológicos de formação. 
 
À partir de líquidos magmáticos; 
 
Soluções termais; 
 
Precipitação química; 
 
 
 
 
http://dicionarioportugues.org/pt/magmatismo 
https://www.clicanoo.re/node/358735 
https://www.youtube.com/watch?v=hfFq9RwDdtI 
http://e-porteflio.blogspot.com.br/2009/03/classificacao-das-rochas-sedimentares.html 
1. CONCEITO DE MINERAL 
B) Sólido – possuem estrutura sólida homogênea. 
 
Substâncias líquidas e gasosas não são minerais porém quando adquirem 
características sólidas, como no caso de água congelada em ice berg, adquire um 
estado sólido em ambiente natural podendo ser considerado mineral. 
https://www.ethos3.com/2017/08/iceberg-theory-presentation-content/ 
https://digichem.org/2014/11/29/congelando-bolhas-de-sabao/ 
http://noticiasdefato.com.br/ 
C) Estrutura cristalina definida – ordenação dos átomos que compõem a estrutura 
em forma tridimensional ordenada . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sólidos com estrutura desordenada entre o arranjo dos átomos são classificados 
como VÍTREOS ou AMORFOS não sendo considerados minerais. 
http://www.opetroleo.com.br/o-que-e-petroleo/ http://slideplayer.com.br/slide/362998/ 
http://materialesti2.blogspot.com.br/p/estructura.html 
Petróleo Obsidiana 
D) Geralmente inorgânico – a formação dos minerais é inorgânica, excluindo compostos de 
matéria orgânica constituídas de carbono orgânico encontrada em organismos vivos ou 
mortos. 
 
 
 
 
 
 
 
https://www.epochtimes.com.br/extincao-de-dinossauros-e-mais-recente-afirmam-cientistas/#.WiiNWlWnHIV 
http://paleontologiadebuteco.blogspot.com.br/2013/08/ 
Camarasaurus 
Saurópode 
𝐶𝑎5(𝑃𝑂4)3(OH) (apatita) – ossos e dentes 
Minerais biogênicos 
𝐶𝑎𝐶𝑂3 (calcita, aragonita) – conchas e recifes 
http://mri.sourceforge.net/index.php?substancia&cod=9 http://www.cysy.com.br/meio-ambiente 
E) Composição química específica 
MINERALOGIA: ciência que estuda as propriedades, composição , maneira de ocorrência 
e gênese dos minerais. 
 
CRISTAL: formados quando há uma ambiente favorável (lento aquecimento). Os grupos 
de átomos (moléculas) se juntam em forma ordenada. É definido em uma geometria em 
que as faces são planas. 
 
 
 Toda formação de CRISTAL é identificado como matéria mineral, mas nem todo 
mineral se apresenta em forma de cristais” 
 
ROCHA: agregado de minerais ocorrendo naturalmente. 
 
 
Portanto os MINERAIS compõem a estrutura principal das ROCHAS 
 
1. CONCEITO DE MINERAL 
As rochas podem ser identificadas pelo mineral que as integra: 
 
 MINERAL ESSENCIAL – minerais, ou grupo de minerais que caracterizam um 
tipo específico de rocha. 
 
 Ex: GRANITO : constituido por quartzo e feldspatos 
 
 MINERAIS ACESSÓRIOS: aqueles que revelam condições especiais de 
cristalização, podendo estar presentes ou não. 
 
 Ex: GRANITO: ocorrência de Micas 
 
 
 MINERAIS SECUNDÁRIOS: surgem na rocha após sua formação , ou seja, são 
formados da alteração de outros minerais. 
 
 Ex: Minerais de argila (silicatos de alumínio no estado cristalin), silicatos não 
cristalinos, óxidos e hidróxidos de alumpinio e ferro 
1. CONCEITO DE MINERAL 
 2. PROPRIEDADE DOS MINERAIS 
 
2.1 ESTRUTURA ATÔMICA 
 
 É o arranjo geométrico bem definidos dos átomos, ou seja, agrupamento que repetem 
nas três direções do espaço. 
 
 
ÁTOMOS 
 
Compostos por um núcleo, que possui maior 
massa e formado por :´ 
- Prótons (Z) (+) 
- -Nêutrons (N) que não possuem carga 
 
Ao redor desse núcleo encontra-se esferas 
Carregadas negativamente e definidas como 
Elétrons (E ) (-) 
 
 
 2.1 ESTRUTURA ATÔMICA 
 
As características químicas dos elementos são determinada principalmente pelo 
número de prótons 
 
n° de prótons = n° atômico (Z) 
 
n° de nêutrons (N) + Z = n° de massa (A) 
 
Os elétrons (E) segundo Bohr (1913) são arranjados em camadas ao redor do núcleo 
(K, L, M , O, P) composto por orbitas (s, p, d, f) 
 
Esses elétrons (E) possuem propriedade específica que são conhecidas como spins 
Núcleo 
Metais Alcalinos 
Não Metais 
Elementos Terras Raras (ETR) 
Metais Alcalino 
Terrosos 
Metais de Transição 
Halogênios 
Gases Nobres 
Metalóides 
2.1.1 TABELA PERIÓDICA 
 
 Em 1870 foi reconhecido que se os elementos forem arranjados em ordem crescente de 
número atômico, haverá uma repetição periódica das suas propriedades químicas, 
 
 
2.1.2 ABUNDÂNCIA DOS ELEMENTOS NA CROSTA TERRESTRE (% peso) 
http://www.habitacaosaudavel.com.br/2015/ 
 2.1.3 LIGAÇÕES QUÍMICAS 
 
Consiste em qualquer força de atração entre dois ou mais átomos ou íons. 
 
As ligações químicas envolvidos na formação de um mineral determinam em grande 
parte as suas propriedades químicas e físicas. 
 
ÍONS : perda ou ganha de elétron entre átomos 
 
CÁTIONS – íons positivamente carregados ( perda de elétrons) 
 
ANIONS – íons negativamente carregados (ganho de elétron) 
 
LIGAÇÕES : no estado sólido os átomos são estreitamente rodeados por outros átomos 
vizinhos. 
 as forças de ligações são elétricas e determinan as propriedades físicas e 
químicas dos cristais 
 
 
 2.1.4 ELETRONEGATIVIDADE 
 
Habilidade de um átomo ou molécula apresenta em atrair elétrons no seu orbital 
externo. 
 
ALTA ELETRONEGATIVIDADE – elementos receptores de elétrons 
 
BAIXA ELETRONEGATIVIDADE – elementos doadores de elétrons 
 
A diferença de eletronegatividade condiciona o tipo de ligações químicas possíveis entre 
os elementos. 
 
 
 2.1.5 TIPOS DE LIGAÇÕES 
 
2.1.5.1 LIGAÇÕES IÔNICAS – cátions (+) atraem ânions (-) 
Ocorre entre átomos distantes na tabela periódica. 
 
São ligações mais fracas q covalentes e mais fortes que as metálicas, assim: 
- formam minerais solúveis em 𝐻2O 
- moderada dureza e densidade dos minerais 
- alta temperatura de fusão 
- tendem a formas cristais com alta simetria 
- pobres condutores de calor e eletricidade 
2.1.5.2 LIGAÇÕES COVALENTES – elétrons (-) são compartilhados 
Ocorre entre átomos idênticos ou muito próximos na tabela periódica. 
 
São ligações mais fortes, assim: 
 
- maior dureza dos minerais e temperatura de fusão 
- minerais relativamente insolúveis 
- cristais com estrutura de baixa simetria 
- Pobres condutores de calor e eletricidade 
 2.1.5.3 LIGAÇÕES METÁLICAS 
 
Ocorrem quando os elétrons (-) de valência movem-se livremente pela estrutura. 
São ligações comuns em minerais que contém metais de transição como Cu, Fe, Au, 
Zn. 
 
São ligações fracas , portanto: 
- formam minerais de baixa dureza 
- normalmente muito maleáveis e dúcteis 
- bons condutores de calor e eletricidade 
- solúveis em ácidos 
- tendem a formas cristais com alta simetria 
 
IÔNICA 
COVALENTE METÁLICA 
As ligações na 
maioria dos minerais 
não são puramente 
iônicas, covalentes 
ou metálicas 
anfibólio 
 
olivina 
 
coríndon 
halita 
 
diamante 
sulfetos sulfosais 
Ouro, cobre, prata 
galena 
2.2.1 ESTRUTURA CRISTALINA 
Ânions são geralmente maiores que cátions 
 
A estrutura de um mineral é determinada pela 
maneira como os ânions estão arranjados e como os 
cátions se encaixam entre si. 
Tamanho dos íons na forma emque são comumente 
encontrados nos minerais formadores de rocha. Fonte: 
Para entender a Terra. 
2.2 PROPRIEDADES MORFOLÓGICA 
A formação da estrutura cristalina é composta por uma rede definida por um 
agrupamento periódico regular de pontos no espaço. 
 
Compõem-se por uma base de átomos ligados a cada ponto da rede (unidade 
estrutural) : REDE + BASE = ESTRUTURA CRISTALINA 
 
CELA UNITÁRIA 
 
É a estrutura mínima de um cristal 
quem melhor enfoque a sua simetria e 
que possua o maior número de ângulos 
retos possíveis, ou maior número de 
ângulos iguais ou de retas iguais. 
 
A cela consiste num pequeno grupo de 
átomos que formam um MODELO 
REPETITIVO ao longo da estrutura 
tridimensinal. 
 
Utiliza-se para especificar um dado 
arranjo de pontos em um retículo 
cristalino. 
 SISTEMA CRISTALINO 
 
Para o estudo e classificação dos sistemas cristalinos utiliza-se o sistema cartesiano de 
representação tridimensional com três eixos no espaço. 
 
As variações lineares e relações angulares entre estes eixos resultará nos sete sistemas 
cristalinos conhecidos. 
 
Os três eixos cartesianos sã denominados a, b e c e o ângulo entre as partes positivas 
desses eixos α (alfa), β (beta), γ (gama) , sendo que alfa se situa entre +b e +c, beta, 
entre +a e +c, e gama entre +a e +b. 
 
 
 
 2.3 PROPRIEDADES FÍSICAS 
 
Dureza: consiste na resistência ao risco. É dada pela escala empírica de MOHS. 
A variação de dureza nessa escala não é gradativa nem proporcional. 
 
A dureza é uma função de : - composição química 
 - estrutura cristalina 
 
 
 
 
 
http://mineralandchile.blogspot.com.br/2015/04/dureza-de-los-minerales.html 
TRAÇO: propriedade de o mineral de deixar um risco de pó, quando precionado sobre 
uma superfície não polida de cerâmica branca. 
 
CLIVAGEM: propriedade de os minerais se partirem em determinados planos ou já 
apresentarem esses planos, de acordo com suas direções de fraqueza. 
Dividem-se em: 
 
Proeminente 
 
Perfeita 
 
Distinta 
 
Indistinta 
 
 
 
 
FRATURA: Quando os minerais não se partem em planos, mas segundo uma superfície 
irregular. 
Conchoidal (Concavidades ± profunda) 
Plana 
 Irregular 
TENACIDADE: É a resistência ao choque de um martelo, ou ao corte de uma lâmina de aço. 
 
Quebradiços ou friáveis: reduzem-se a pó qdo submetidos à pressão. Ex: calcita Sécteis: 
podem ser cortados por uma lâmina. Ex: gipsita 
Maleáveis: redutíveis a lâminas pelo martelo. Ex: ouro 
 
FlLEXIBILIDADE: Propriedade que os minerais possuem de sofrerem deformações 
 
Def. Elástica: Deixa de existir quando retirado o esforço Ex: mica 
Def. Plástica: Permanece após a retirada do esforço. Ex: talco 
 
Peso Específico: (Densidade) 
 
 G =
𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 y𝑑 𝑜 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙
𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 y𝑑 𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑒𝑠𝑡𝑖𝑙𝑎𝑑𝑎 𝑎 4°𝐶 
 
 Fatores que influenciam no peso específico: a) natureza dos átomos Peso Atômico >  G > 
b) estrutura atômica diamante  compacto (3,5) 
 grafita  menor no. de átomos (2,2) 
 2.4 PROPRIEDADES QUÍMICAS 
 
De acordo com sua composição química, os minerais podem ser classificados em: 
 
OXIDOS, SILICATOS, SULFATOS, CARBONATOS , SULFETOS 
 
 
 
 
 ÓXIDOS 
 
- Hematita 𝐹𝑒2𝑂3 
- Magnetita 𝐹𝑒3𝑂4 
- Espinélio 𝑀𝑔𝐴𝑙2𝑂4 
 
 
 
https://www.cristaisaquarius.com.br/comprar-pedra-e-l/h/hematita http://skywalker.cochise.edu/wellerr/mineral/magnetite/crystals7.htm 
https://www.cristaisaquarius.com.br/comprar-pedra-e-l/h/espinélio 
 SILICATOS 
 
 
 
 
 
NEOSSILICATOS 
Zircão 
Olivina 
Granada 
SOROSILICATOS 
Epidoto 
Melilita 
Torveilita 
Hemimorfita 
Lowsonita 
CICLOSSILICATOS 
Turmalina 
Berilo 
Cordierita 
Dioptasa 
INOSSILICATOS 
Piroxêncio 
Anfibólio 
Piroxenoide 
Anfiboloide 
TECTOOSSILICATOS 
Quartzo 
Tridimita 
Cristobalita 
Feldspato 
Zeolita 
Escapolito 
 
FILOOSSILICATOS 
Cloritas 
Micas 
Talco 
Pirofilita 
Serpentinas 
Caolinita 
 
 SULFATOS 
- Gipso 𝐶𝑎𝑆𝑂4 
- Anidrita 𝐶𝑎𝑆𝑂4 . 2 𝐻2O 
- Barita 𝐵𝑎𝑆𝑂4 
 
 
 
 
https://www.youtube.com/watch?v=jTK6ILaTPVA https://www.cristaisaquarius.com.br/raro-anidrita-8-cm 
http://spaceamigos.com/2420466/que-tipo-de-rocha-e-o-cristal-barita 
 
 CARBONATOS 
 
- Calcita 𝐶𝑎𝐶𝑂3 
- Aragonita 𝐶𝑎𝐶𝑂3 
- Dolomita (Ca,Mg)𝐶𝑂3 
 
 
 
http://marioananda.blogspot.com.br/2013/09/calcita-optica.html 
https://www.greenme.com.br/usos-beneficios/5674-dolomita-beneficios-para-saude 
https://www.cristaisaquarius.com.br/aragonita-mexicana-natural-239g 
 SULFETOS 
- Pirita 𝐹𝑒𝑆2 
- Calcopirita 𝐶𝑢𝐹𝑒𝑆2 
 
 
 
 
 
https://www.cristaisaquarius.com.br/pirita-com-esfarelita-904 https://portuguese.alibaba.com/product-detail/chalcopyrite.html 
 3.UTILIDADE DOS MINERAIS NA INDÚSTRIA 
 
- Metalurgia 
 
- Construção civil : cobre (redes elétricas), silicatos e carbonatos 
para cimento, argilas para tijolos, cerâmicas, vidros, esmalte. 
 
- Agricultura e setor alimentício: fertilizantes, corantes 
comestíveis, sal de cozinha. 
 
- Indústria química e farmacêutica: remédios, abrasivos, 
lubrificantes, produtos de higiene, aparelhos ópticos. 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
LEIN, C.; DUTROW, C. S. 2008. Manual of mineralogy (after J.D.Dana). New York: John 
Wiley & Sons, 23 ed., 704 p. + CD-Rom 
 
MACKENZIE, W, S.; ADAMS, A. E. 2001. A colour atlas of rocks and minerals in thin 
section. Manson publishing, 6 ed. 
 
MACKENZIE, W. S.; ADAMS, A. E. 1998. Color atlas of carbonate sediments and rocks 
under the microscope. John Wiley Professio, 184 
 
MACKENZIE, W. S.; DONALDSON, C. H.; GUILFORD, C. 1999. Atlas of igneous rocks and 
their textures. John Willey Professio, 8 ed