CLASS_CTD211-B_2015-1_JSenna_M2T2_2_Mat Terrestres_Mineral_Introducao_B

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MINERALOGIA 
Juliano Senna 
jsenna@ict.ufvjm.edu.br 
MINERALOGIA 
INTRODUÇÃO (I) 
ESTRUTURA DA MATÉRIA MINERAL (II) 
CLASSIFICAÇÃO (IV) 
PROPRIEDADES (III) 
ARGILOMINERAIS (V) 
INTRODUÇÃO 
(I) 
MINERALOGIA 
HISTÓRICO 
ALQUIMIA (Chymeia - mistura) 
IDADE ANTIGA (4000aC-500dC) 
RENASCENÇA (~1500dC) 
IDADE MÉDIA (500-1500dC) 
(Raízes: Egito, China, Índia, Babilónia e Grécia) 
Idades: do Cobre, do Bronze e do Ferro; 
PRÉ-HISTÓRIA (< 4000aC) 
Escola Árabe (bórax); 
Idade da Pedra: Homem Pré-histórico. 
Aristóteles (384-322 a. C.): ar, água, terra e fogo. 
Alquimista árabe Gabir Haiyan (721-803): Classificação; 
Albertus Magnus (1206-1280) - Dr. Universal (Monge Dominicano); 
Roger Bacon (1214-1292) - Dr. Mirabilis (Franciscano Inglês): Transmutação de Metais (magia); 
Leonardo da Vinci (1452-1519): Primeiros passos da Mineralogia 
HISTÓRICO 
IDADE MODERNA (sécs. XVII & XVIII) 
RENASCENÇA (~1500dC) 
Georg Bauer (1495-1555) – Agrícola: Médico alemão; 
Publicações: Natura Fossilium (1546) & De Re Metallica (1556); 
Classificação (6): min. fusíveis, terras, sais, pedras preciosas, metais e ligas metálicas; 
Propriedades Físicas (identificação): cor, brilho, transparência, densidade, dureza, 
 fusibilidade, solubilidade, cheiro e sabor 
MINERALOGIA 
Philipp Theophrast von Hoherheim (1493-1541) – Paracelso: Médico alemão; 
Robert Boyle (1627-1691) - Químico Inglês (Conceito de Elemento Químico) 
Alex Fredrik Cronstedt (1702-1765) – Químico Alemão (Fim da Prática Alquímica); 
Classificação Química (1758): critérios químicos (chama e maçarico de sopro). 
Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794) 
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HISTÓRICO 
SÉCULO XX (~1900dC) 
MINERALOGIA 
Advento: raios X 
•Wilhelm K. Röntgen 
• (1895) 
Prêmio Nobel de Física (1901) 
 
Não aceitou o valor em dinheiro 
(US$ 40.000,00) e também se 
recusou a patentear a sua 
descoberta, apesar das diferentes 
pressões recebidas. 
Max von Laue (1912) 
Chapas fotográficas comuns são capazes de 
registrar os raios X, e durante muito tempo elas 
foram o único detector usado pelos 
pesquisadores. 
Difratograma Laue de um cristal tetragonal, 
orientado com o eixo c paralelo ao feixe de 
raios-X 
Experiência de Laue irradiando um cristal 
estacionário com um feixe de raios X e colocando 
uma chapa fotográfica atrás. 
Vesuvianita 
4/m 2/m 2/m 
MINERALOGIA séc. XX 
Início da Cristalografia de Raios-X 
Max von Laue (1912) 
Vesuvianita 
4/m 2/m 2/m 
MINERALOGIA séc. XX 
Início da Cristalografia de Raios-X 
Postulado 3: Os raios x são de natureza 
ondulatória 
Postulado 1: As partículas atômicas dentro 
dos cristais formam um arranjo 
tridimensional, ordenado, em padrões que se 
repetem 
Postulado 2: Este arranjo regular tem 
espaçamento com dimensões semelhantes 
aos comprimentos de onda dos raios X. 
HISTÓRICO 
“LEI DE BRAGG” 
MINERALOGIA 
•W.L. Bragg & W.H Bragg (1913) 
“A difração de raios x pode ser interpretada como 
uma reflexão em planos paralelos e idênticos internos 
do cristal.” 
θ θ 
d 
Lei de Bragg  n = 2d sen 
(Nobel 1915) 
DEFINIÇÃO 
Ciência que estuda os minerais, o que são, como são formados e onde 
ocorrem; 
Substâncias formadoras das rochas, solos e sedimentos; 
Fornecem grande parte das matérias-primas utilizadas em aplicações 
tecnológicas e industriais, com vasto potencial de aplicação; 
Com exceção das substâncias orgânicas, os demais materiais que 
usamos ou 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. 
MINERALOGIA 
(estudo dos minerais) 
DEFINIÇÃO 
Mineral é um sólido homogêneo natural, inorgânico, com uma composição química 
definida e um arranjo atômico ordenado (Mason et al. 1968); 
Mineral é um corpo produzido por processos de natureza inorgânica, tendo 
usualmente uma composição química definida e, se formado sob condições 
favoráveis, uma certa estrutura atômica característica, a qual está expressa em sua 
forma cristalina e outras propriedades fÌsicas (Dana & Ford, 1932); 
Minerais são substâncias inorgânica naturais, com uma composição química e 
propriedades físicas definidas e previsíveis (O'Donoghue, 1990); 
Minerais podem ser distinguidos uns dos outros pelas caracterÌsticas individuais que 
são uma função direta dos tipos de átomos que eles contém e dos arranjos que estes 
átomos fazem no seu interior (Sinkankas, 1996); 
Mineral é um composto químico que é normalmente cristalino e que foi formado como 
resultado de processos geológicos (Nickel, 1995); 
Mineral é um sólido, homogêneo, natural, com uma composição quÌmica 
definida (mas geralmente não fixa) e um arranjo atômico altamente ordenado 
geralmente formado por processos inorgânicos (Klein & Hurlbut, 1999). 
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DEFINIÇÃO 
Ocorrência Natural 
Exclui compostos sintetizados em laboratório 
Sólido Homogêneo 
uma única substância ou fase que não pode ser fisicamente separada em compostos mais simples 
Arranjo Atômico Ordenado 
estrutura cristalina 
DEFINIÇÃO 
Composição química definida 
Elemento ou composto representado por uma fórmula 
química. 
quartzo:SiO2 
ouro: Au 
calcita: CaCO3 ou (Ca1,8Mg 0,2)CO3 
 
A fórmula pode variar dentro de certos limites, devido às 
substitições iônicas. Variações composicionais ocorrem 
por meio de substituições iônicas na estrutura cristalina. 
DEFINIÇÃO 
Exclui substâncias gasosas e líquidas 
NÃO 
Mercúrio (T ambiente) 
É 
Cinábrio 
DEFINIÇÃO 
Exclui substâncias gasosas e líquidas 
NÃO 
Água 
É 
Gelo 
GELO 
Exclui substâncias criadas artificialmente 
(sintéticas) 
Ponte de aço 
Gemas sintéticas 
Diamante sintético 
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DEFINIÇÃO 
 Faces planas refletem o arranjo atômico ordenado 
da estrutura interna 
 Conceito de estrutura cristalina surgiu em bases 
experimentais com a difração de raios X 
 Vidros, líquidos e gases não são minerais 
 Substâncias sólidas de ocorrência natural, porém 
sem estrutura cristalina  mineralóides 
 Petróleo e carvão 
não são minerais 
  Cristal é qualquer substância mineral limitada por faces planas 
Cristal de quartzo 
Os minerais têm composições químicas definidas, mas que podem variar 
dentro de limites previsíveis pelas características atômicas, gerando os 
diferentes grupos de minerais ou soluções sólidas 
Quartzo – SiO2 
Diamante e Grafita - C 
Fayalita – Fe2 SiO4 
OLIVINAS 
 
Os átomos que compõem a substância possuem um padrão ordenado 
repetitivo – material cristalizado 
Cristal - Todo mineral que possui uma forma geométrica 
definida, que está totalmente relacionada com a 
organização atômica dos elementos que formam o mineral. 
A raridade dos cristais vem da necessidade de espaço para 
se desenvolverem 
Cristalino 
(ordenado) 
Amorfo 
(desordenado) 
Estado Sólido 
Estado Líquido Estado Gasoso 
 Matéria 
 
 
 Minerais 
 
> 3000 são conhecidos 
 < 200 são comuns 
 < 50 são realmente comuns: essenciais 
 
Por quê? 
 
 Abundância dos elementos 
 Propriedade dos elementos:ligações químicas 
 Semelhança nos processos de formação 
 Estabilidade termodinâmica 
GEOLOGIA 
MINERAIS CRUSTAIS 
SiO2 - Crosta Superior 
Óxido (SiO2): ~ 67% 
Elemento (Si): 67% x 28.1/60.1= 31% 
outros
8%
quartzo
12%
silicatos
80%
 
 
5 
Plagioclásios 39% 
Feldspato K 12% 
quartzo 12% 
piroxênio 11% 
 Minerais são divididos com 
base na composição química 
- ânionou grupo aniônico 
dominante – e estrutura 
cristalina 
SILICATOS 
 90% crosta terrestre 
CLASSIFICAÇÃO 
GEOLOGIA 
GEOLOGIA 
GEOLOGIA 
DEFINIÇÃO 
Quartzito 
Rocha Monominerálica 
Granito 
Rocha Poliminerálica