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1 5 PROPRIEDADES (III) MINERALOGIA Juliano Senna. Para a identificação dos minerais através de suas propriedades físicas e morfológicas, que são decorrentes de suas composições químicas e de suas estruturas cristalinas, utilizamos características como: hábito, transparência, brilho, cor, traço, dureza, fratura, clivagem, densidade relativa, geminação e propriedades elétricas e magnéticas. IDENTIFICAÇÃO COR A cor de uma substância depende da absorção seletiva da luz por ele refletida ou transmitida. O fato de o mineral absorver mais um determinado comprimento de onda do que os outros faz com que os comprimentos de onda restantes se componham numa cor diferente da luz branca que chegou ao mineral. Os principais fatores que colaboram para a absorção seletiva são a presença de elementos químicos de transição como Fe, Cu, Ni, V e Cr. A cor dos minerais deve ser sempre observada em fratura fresca (sem alteração). Depende do tipo de átomos e de impurezas. Muitos cristais iônicos são incolores. Metais de transição costumam colorir os minerais. COR Quanto a cor os minerais se dividem em: Idiocromáticos: apresentam cor própria, constante, inerente à composição química; Alocromáticos: quando puros são incolores (acróicos) e assumem diversas cores em função da presença de impurezas, variações na composição química ou imperfeições no retículo cristalino. Vanadinita Pb5(VO4)3Cl Azurita Cu3(CO3)2(OH)2 Granada - Fe3Al2(Si3O12) 2 • Observações em lascas delgadas, onde os minerais podem ser transparentes, translúcidos e opacos. • São os minerais que não absorvem ou absorvem pouco a luz. Os que absorvem a luz são considerados translúcidos e dificultam que as imagens sejam reconhecidas através deles. Diamante transparente Tranparência Identificação BRILHO É a capacidade de reflexão da luz incidente. Distinguem-se minerais de brilho: Metálico: aparência brilhante de metal; Não-Metálico: vítreo, sedoso, gorduroso, resinoso, etc... Tende a ser vítreo nos cristais iônicos e variável nos covalentes. IDENTIFICAÇÃO Brilho – Trata-se da quantidade de luz refletida pela superfície de um mineral. Os minerais que refletem mais de 75% da luz exibem brilho metálico. Galena com brilho metálico Topázio com brilho vítreo • É a resistência que sua superfície lisa oferece ao risco; • Ligações químicas fortes originam elevada dureza; • Minerais com ligação covalentes tendem a ser mais duros do que minerais iônicos. Escala de Mohs: • Escala relativa para determinação da dureza de um mineral em relação a outro(os); • Esta escala possui dez minerais comuns, em que cada um pode riscar todos os anteriores; • É um método para determinações rápidas para se conhecer a natureza relativa de um exemplar mineral; • Materiais comuns podem servir juntamente com a escala de Mohs para a determinação da dureza dos minerais; Dureza Definição Dureza Escala Dureza Escala 3 Dureza Mohs Hardness Scale Dureza Escala DUREZA • É a cor do pó mineral; • Esta propriedade é especialmente importante em minerais de brilho metálico, visto que em inúmeros casos a cor do pó é bem distinta da cor exibida pela superfície do mineral; Traço Cor do Traço Identificação Traço – Trata-se da cor do pó do mineral, sendo obtida riscando o mineral contra uma placa ou uma fragmento de porcelana de cor branca. Hematita – Traço vermelho Magnetita – Traço amarelo Traço Risco Identificação 4 FRATURA E CLIVAGEM A fratura é a superfície de quebra dos minerais, podem ser plana ou concóide (ou concoidal). Quando a quebra se dá preferencialmente segundo superfícies planas e que se repetem paralelamente, dizemos que o mineral apresenta clivagem. A Clivagem é pobre se as ligações no cristal são fortes. Ligações covalentes costumam resultar em clivagem pobre ou ausente (diamante é exceção). Ligações iônicas resultam em boa clivagem. Ligações tipo van der Waals geram excelente clivagem. IDENTIFICAÇÃO Fratura – Refere-se a superfície irregular e curva resultante da quebra do mineral. Obviamente é controlada pela estrutura atômica interna do mineral, podendo ser irregulares ou conchoidais. Quartzo com fratura conchoidal IDENTIFICAÇÃO Clivagem – São muito freqüentes, trata-se de superfícies de quebra que constituem planos de notável regularidade. Os tipos mais comuns são: Romboédrica - Calcita Octaédrica - Fluorita Cúbica - Galena IDENTIFICAÇÃO FRATURA E CLIVAGEM 5 Fluorescência vs Fosforecência Fosforescência - Definição • A fosforescência é um caso particular de luminescência (fenômeno geral), ou seja é um tipo de fotoluminescência; • Esta relacionado a capacidade que uma espécie química tem de emitir luz (e.g., no escuro); • Isso ocorre porque a estrutura eletrônica peculiar favorece os elétrons absorverem radiação; • O resultado é que estes materiais passam a irradiar luz visível ou radiação de maiores comprimentos de onda; • A escala de tempo para re-emissão da radiação são mais lentas, pois estão associadas com transições de estado de energia "proibidos" pela mecânica quântica; • Como estas transições ocorrem muito lentamente em certos materiais, a radiação absorvida pode ser reemitida com intensidade mais baixa para grandes intervalos de tempo após a excitação inicial. Fluorescência vs Fosforecência Fluorescência - Definição • A fluorescência é a capacidade de uma substância de emitir luz quando exposta a radiações do tipo ultravioleta (UV), raios catódicos ou raios X; • As radiações absorvidas (invisíveis ao olho humano) transformam-se em luz visivel, ou seja, com um comprimento de onda maior que o da radiação incidente. • Ocorre quando um elétron de uma molécula, um átomo ou nanoestrutura relaxa ao seu estado fundamental ao emitir um fóton de luz depois de ser excitados para um estado quântico mais elevado por algum tipo de energia Em mineralogia fosforescência é que quando a fonte de luz ultravioleta incidente em um mineral por um determinado tempo é desligada, e o fenômenos de fluorescência emitido pelo cristal continua ao longo de um tempo. Mexico Calcite Optical Calcite Uma peça de calcita (Mexico Iceland spar - Nuevo Leon / Mexico, 3.3 x 2.4 x 1.3 cm) possui uma “longaria de Islândia” muito rasa e com cor rosa. A clivagem é superior a dimensão da “longaria de Islândia” . Quando submetida a radiação ultravioleta de ondas curtas emite cor azul-violeta devido a sua fluorescência. Quando submetida a radiação ultravioleta de ondas longas emite cor energia fluorescente de cor rosa. Refração Dupla Calcita “Iceland Spar” (Espato da Islândia) Calcita Pode variar do transparente até o opaco. Ocasionalmente apresenta fosforescência ou fluorescência. Uma variedade transparente é chamada de espato da Islândia (island spar) é usado para fins ópticos. O termo “Iceland spar” significa “longarina Islândia”. Longarina é o termo usado para uma direçãoi de refração. Este tipo de calcita apresenta forte e dupla refração. https://www.youtube.com/watch?v=sy5vXxc5ppg https://www.youtube.com/watch?v=SJziyCLIqQ8 Fluorescência vs Fosforecência Mexico Calcite Optical Calcite (c) Cor Rosa (ondas longas) Minerais Fluorescentes (a) Cristal claro (b) Cor Violeta-azul (ondas curtas) Fluorescencia http://www.geologyin.com/2014/11/mexico-calcite-optical-calcite.html HÁBITO Hábito – Forma geométrica externa, habitual, exibida pelos cristais dos minerais, que reflete a sua estrutura cristalina. Limonita – hábito cúbicoQuartzo – hábito prismático HÁBITO É a forma extrema mais freqüente com que se apresentam os indivíduos de uma mesma espécie mineral. Citam-se os seguintes hábitos: Equidimensional: as formas assumidas pelos cristais tendem a apresentar dimensões iguais nas 3 direções espaciais. Incluem- se aqui as formas cúbicas, piramidais, romboédricas, octaédricas, etc..; Prismático: uma das dimensões predomina sobre as outras duas, resultando formas alongadas; Acicular: o predomínio exagerado de uma das dimensões confere a forma agulha (prisma muito alongado) aos cristais; Tabular: duas das dimensões predominam sobre uma terceira, configurando formas achatadas; 6 HÁBITO Placóides: o mineral se apresenta em folhas ou placas. Distingue-se em hábito cristalino (cada indivíduo cristalino se apresenta) e hábito dos agregados cristalinos (formado por muitos indivíduos da mesma espécie, e nos quais, freqüentemente, não se consegue a observação de cada indivíduo isoladamente); Compacto (maciço): massas homogêneas nas quais não se conseguem observar os indivíduos; Terroso: massas pouco coerentes (friáveis) constituídas por grânulos; Botroidal: concreções globulares que se reúnem a maneira de cacho de uva; Fibroso: massas de indivíduos aciculares onde se distinguem os indivíduos. HÁBITO HÁBITO DENSIDADE É o número que indica quantas vezes um certo volume de mineral é mais pesado do que um mesmo volume de água destilada, à temperatura de 4°C. Depende do peso atômico e do empacotamento cristalino. Minerais de ferro e metais possuem elevada densidade. Minerais covalentes possuem empacotamento mais aberto e são menos densos. IDENTIFICAÇÃO Densidade relativa – É o número que indica quantas vezes certo volume de mineral é mais pesado que o mesmo volume de água a 4 ºC. Na maioria dos minerais, a densidade relativa varia entre 2,5 e 3,3. Alguns minerais que contém elementos de alto peso atômico (Ba, Sn, Pb, Sr, etc. ) apresentam uma densidade superior a 4. Cassiteria (SnO2) – densidade relativa: 6,8 – 7,1 IDENTIFICAÇÃO Geminação – É a propriedade de certos cristais de se desenvolverem de maneira irregular. A geminação pode ser classificada como simples (dois cristais intercrescidos) ou múltipla (polissintética). Estaurolita – geminação simples em cruz. Labradorita – geminação polissintética. 7 Propriedades elétricas – Muitos minerais são bons condutores de eletricidade, como é o caso dos elementos nativos (Cu, Au, Ag, etc.) e outros, são classificados como semicondutores (sulfetos). Alguns minerais são classificados como magnéticos, como é o caso da magnetita e a pirrotita, pois geram um campo magnético em sua volta com intensidade variável. IDENTIFICAÇÃO Magnetita (Fe3O4) Radioatividade http://www.geologyin.com/2014/11/radioactivity-and-earths-age.html
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