Resumo Mineral

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Por que estudá-la? 
A mineralogia como ciência, permite ao seu estudante conhecer os processos que acarretaram a formação dos minerais. Estes processos, sejam eles químicos e físicos, contribuem para o conhecimento da descrição macroscópica dos minerais com maior segurança. 
Exemplo: A formação do quartzo. Sua química, suas formas, hábitos e outras propriedades físicas, serão partes integrantes deste curso. Ao fim, você será capaz de identificá-lo e descrevê-lo com segurança.
Mineral.
Um mineral é caracterizado como de ocorrência natural, apresentado no estado sólido cuja estrutura interna é bem definida, mas não fixa, e o arranjo interno, consequentemente, extremamente ordenado, geralmente formado por processos inorgânicos.
Dana e classificação.
A classificação utilizada é a de Dana. Estudaremos com detalhes. Ela baseia-se na classificação aniônica da estrutura mineral, permitindo o agrupamento de minerais, segundo suas classificações físico-químicas mais semelhantes. Exemplos: silicatos (SiO4-2), carbonatos (Co3-2), sulfetos(S-2), etc…
Novos minerais precisam ser aprovados pela comissão de novos minerais e novos nomes da associação mineralógica internacional (CNMNMNIMA); Os nomes podem ser homenagens aos seus descobridores, localidades, características físico-químicas, e diversas outras possibilidades;
1) Por que o conhecimento da mineralogia é muito importante para o país que vivemos?
2) De que forma o geológico pode contribuir para a economia e para a ciência mineralógica do seu país?
1)Como formaram as estrelas?
2)Qual a origem do Sistema solar?
3)Como se formaram os elementos químicos?
4)Como se formaram os planetas do Sistema Solar?
5)Qual é a Idade da Terra e do Sistema Solar?
6)Qual a estrutura da Terra?
7)Qual a composição da Terra?
Qual a origem do Universo?
BIG BANG
13 a 14 Bilhões de Anos == H e He
Evolução dos Corpos Estrelares
Nebulosa ou Anã Branca - Proto-Estrela Supernova Supergigante Gigante
 Vermelha Vermelha
Sistema Solar –Origem, Evolução e Idade
Havia uma Nebulosa, que se achatou, formando um Disco Achatado onde surgiu um Proto-Sol ou Proto-Estrela, ao redor Fragmentos pequenos começaram a se combinar, formando Planetesimais (1km) e estes devido a diversas colisões formaram Proto-planetas por acreção e se diferenciaram em Planetas Interiores e Planetas Exteriores.
 
	Planetas Internos
	Planetas Externos
	Pequenos e Densos
	Gigantes
	Formado por Rochas e Metais
	Formado por Gases (H e He) e Gelo.
	4 primeiros
	4 últimos
 
Diferenciação –Meteoritos
· Condritos: Fragmentos de corpos não diferenciados Composição Silicática SiO2
· Acondritos: Corpos diferenciados que perderam sua estrutura original
· Pétreos: São corpos rochosos constituídos de Silicatos
· Sideritos: São corpos diferenciados constituídos de Fe e Ni
Diferenciação –A Terra Primitiva
· Impacto com corpos rochosos do tamanho de mar
· Energia Cinética convertida em calor
· A velocidade de rotação da Terra aumentou –O eixo inclinou 23°
· A lua é um dos agregados dessa colisão
Diferenciação –A formação de um Planeta em Camadas
· Crosta: Materiais leves como Si, Al, Ca, Mg, K, Na e Fe
· Manto: Maior parte da Terra é manto tem densidade intermediária e compostos de O com Mg, Fe e Si
· Núcleo: Composição densa de Fe-Ni.
Como conhecemos o interior do Planeta Terra??????
· Sismologia: Ondas Primárias: meios sólidos e líquidos
 Ondas Secundárias: meio líquidos
· Gravimetria: Diferentes densidades e comportamento físico dos materiais a litosfera tem um comportamento rígido e Astenosfera tem comportamento plástico.
· Geomagnetismo: •O núcleo comporta-se como um ímã. •O Norte magnético nem sempre é o mesmo do Norte Geográfico. •O mineral de ferro (Magnetita e Hematita) ao se cristalizar registra o campo magnético
Modelos de estrutura e composição
 Composição Propriedades Físicas
1) A importância das ligações químicas;
2) A importância do arranjo químico relacionando com as
propriedades físico-químicas dos minerais;
3) Introdução à Cristaloquímica. 
Por que é importante o conhecimento da química básica ao estudar
a mineralogia?
Pois assim teremos mais domínio ao descrever, em linhas gerais, as
propriedades físicas diagnósticas dos minerais e dos compostos
químicos.
Minerais são compostos de elementos químicos, consequentemente os princípios químicos são um dos componentes essenciais na Mineralogia. A maneira como os elementos químicos são unidos, a ligação química, determina muitas das propriedades físicas apresentadas pelos minerais.
Átomo
· Unidade fundamental estrutural da matéria.
· Prótons, Nêutrons e Elétrons.
Núcleo
· P + N unidos por forças muito fortes
· Massa considerável do átomo
· Sua quebra se da por meio de reações nucleares.
Isótopos
Átomos do mesmo elemento, mas com diferentes números de nêutrons. A adição de um nêutron não modifica a carga elétrica do átomo, mas muda sua massa.
Exemplo
• Isótopos de Oxigênio – 16O, 17O e 18O
• Isótopos de carbono - 12C e 13C
• Isótopos de Sm e Nd
Raio atômico
Apesar da sua dimensão extremamente pequena, os raios atômicos podem ser deduzidos. Geralmente são expressos em Å (angströms) 1 nm = 10 Å.
Configuração eletrônica
Os elétrons orbitam ao redor do núcleo central de maneira sistematicamente organizada, estando relacionados a diferentes níveis de energia. Número quântico principal (n); Número quântico azimutal (l); Número quântico magnético (m).
Número quântico principal (n): 
É uma função da distância r do elétron em relação ao seu núcleo, refletindo o volume efetivo de um orbital eletrônico e pode ter qualquer valor positivo de 1 até infinito.
Quanto maior o valor de n, maior é a energia média dos níveis pertencentes a camada. Assim como na teoria de Bohr, n é correlacionado as camadas: n=1 camada K; n=2 camada L; n=3 camada M, e assim por diante.
Número quântico azimutal (l): 
Determina a forma geral da região onde o elétron se movimenta, ou seja, a forma da orbital. Para uma determinada camada, l pode ter valores de 0, 1, 2, 3... Até um valor máximo de n-1. 
Portanto, para a camada K, com n=1, o único valor de l possível é 0 (zero). Para a camada L (n=2), dois valores de l são possíveis  0 e 1, resultando em 2 subníveis para a camada L. Consequentemente, o número de subníveis em qualquer camada é igual ao seu valor de n.
Número quântico magnético (m): 
Restringe a orientação e a forma de cada tipo de orbital. Possui valores inteiros que variam de –l a +l, de forma que o número de orbitais dentro de um subnível seja 2l +1.
Quando l=0, somente um valor de m é permitido, m=0. Isto significa que o subnível s tem somente um orbital (orbital s) e tem forma esférica.
Para o subnível p, l=1 e resulta em m -1, 0 +1, ou três orientações (orbitais bilobados);
O subnível d, com l=2, resulta em m -2, -1, 0, +1, +2.
OS ASPECTOS BÁSICOS DOS ELEMENTOS QUÍMICOS CONTROLAM AS ESTRUTURAS DOS MINERAIS E EXPLICAM MUITAS DE SUAS PROPRIEDADES FÍSICAS, DESDE O MAGNETISMO ATÉ A COR. ALÉM DISSO, A TABELA PERIÓDICA É UMA FERRAMENTA VALIOSA PARA O
ENTENDIMENTO DAS LIGAÇÕES QUÍMICAS E DA VARIABILIDADE QUÍMICA DOS MINERAIS.
É possível tirarmos todas estas informações da tabela periódica? Por quê?
Sim, pois ela foi montada de forma que haja uma sequência quimicamente lógica cujas propriedades físicas estejam, também, a ela atrelada;
Elementos químicos, configuração eletrônica e tabela periódica
A tabela periódica é o resultado ordenado das propriedades químicas básicas que dependem da natureza dos elétrons de valência. Estes são os elétrons disponíveis para as ligações químicas que levam a combinação de átomos para formar os sólidos cristalinos. Sendo assim, “os elétrons são a cola que mantém unidos os minerais”
Raio atômico e Raio iônico
Em um cristal de metal puro, o raio dos átomos individuais é considerado como a metade do comprimento da ligação. Já em cristais iônicos, a distância entreos íons é a soma de dois raios diferentes, determinada por forças eletrostáticas (Lei de Coulomb): 
Íons
São partículas carregadas eletronicamente:
· Cátion – quando um ou mais elétrons são perdidos (+) os metais
· Ânion – quando um ou mais elétrons são adicionados (-) os não metais
Potencial de ionização, corresponde à energia mínima necessária para retirar um elétron de um átomo
Eletronegatividade, tendência que apresenta um átomo de receber elétrons e formar um íon negativo.
Diversos elementos são encontrados em mais de uma valência ou estado de oxidação. O Fe atômico pode ocorrer em estado divalente (ferro ferroso, Fe2+) ou no estado mais oxidante trivalente (ferro férrico, Fe3+).
Como eu uma substância cristalina, os orbitais d têm diferenças de energias que são similares aos comprimentos de onda da luz visível, os elementos de transição, como o Fe, tendem a possuir um papel importante na coloração dos minerais “metais cromóforos”
Ligações químicas
As ligações químicas, importantes para a mineralogia, podem ser descritas como pertencentes a um dos cinco principais tipos de ligações:
· Envolvem elétron de valência: iônica, covalente e metálica
· Não envolvem elétron de valência: Van der Waals e hidrogênio 
Ligações iônicas
Ocorre quando ou mais elétrons na camada de valência de um átomo são transferidos para a camada de valência de outro átomo de modo ambos os elementos atingem a configuração de um gás nobre.
· Metal + Metal
CARACTERÍSTICAS GERAIS
· São sólidos à temperatura ambiente (sólidos cristalinos);
· São minerais duros e quebradiços;
· Conduzem corrente elétrica quando fundidos ou em solução;
· Possuem alto ponto de fusão e de ebulição
Ligações metálicas
Nas ligações metálicas, os elétrons de valência não apresentam afinidade com nenhum núcleo particular e são livres para derivar através da estrutura ou mesmo fora dela, sem romper o mecanismo de ligação.
CARACTERÍSTICAS GERAIS 
· Tenacidade com características de plasticidade e ductibilidade;
· Excelentes condutores de eletricidade;
· Dureza relativamente baixa;
· Brilho metálico.
· Alta densidade devido ao empacotamento apertado dos átomos.
Ligações covalentes
Quando dois ou mais átomos compartilham os seus elétrons de valência.
CARACTERÍSTICAS GERAIS 
· Excelentes isolantes elétricos – por não haver mobilidade dos elétrons, uma vez que todos estão sendo usados na ligação química;
· São insolúveis (reatividade muito lenta);
· Estabilidade química e mecânica e pontos de fusão muito altos.
Van der Waals
Ligam moléculas neutras, formando uma estrutura coesa em virtude das pequenas cargas elétricas residuais existentes na sua superfície.
· Ligação comum em gases solidificados e compostos orgânicos.
· Quando presente em minerais, geralmente é responsável por definir planos de clivagem e baixa dureza.
· Minerais de dureza baixa que facilmente deixam traço na porcelana.
A composição química e forma do arranjo cristalino, confere aos minerais características físico químicas que permitem identifica-los Além disso, alguns minerais apresentam cor e aspecto morfológico tão específico, que nos permitem identifica-los apenas neste âmbito Outras características que usamos são hábito, transparência, brilho, cor, traço, dureza, fratura, clivagem, densidade relativa, geminação e propriedades elétricas e magnéticas
Hábito
Forma geométrica externa, habitual, exibida pelos cristais dos minerais, que reflete a sua estrutura cristalina. Quando definimos a forma interna, devemos nos ater ao termo exclusivamente “forma” portanto, não confunda a origem dos termos forma e hábito, apesar de hoje ser muito utilizado como sinônimos
EX: Limonita: Hábito Cúbico Quartzo: Hábito Prismático
Transparência
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
EX: Diamante é transparente, Hematita é opaca e Prásio é translúcido
Brilho
Trata se da quantidade de luz refletida pela superfície de um mineral. Os minerais são separados em dois grupos de acordo com o brilho metálico e não
metálico. Os minerais que refletem mais de 75 da luz exibem brilho metálico. Às vezes, você poderá encontrar a classificação de brilho sub metálico. Pode ser metálico, vítreo e opaco, além de ter o semimetálico.
EX: Galena com brilho metálico; Topázio com brilho vítreo
Cor
A cor exibida por um mineral é o resultado da absorção seletiva da luz 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.
Traço
Trata se da cor do pó do mineral, sendo obtida riscando o mineral contra uma
placa ou um fragmento de porcelana de cor branca.
EX: Hematita Traço vermelho; Magnetita Traço amarelo
Dureza
É a resistência que o mineral apresenta ao ser riscado. Para a classificação utiliza-se a escala de Mohs que utiliza como parâmetros RELATIVOS à dureza de minerais comuns, variando de 1 até 10. 
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/concoidais.
Clivagem
São muito frequentes, trata-se de superfícies de quebra preferenciais que constituem planos de notável regularidade. Podem ser descritas como clivagens perfeitas ou imperfeitas. Os tipos mais comuns são:
EX: Romboédrica na Calcita; Octaédrica na Fluorita; Cúbica na Galena.
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 ( Sn, Pb, Sr, etc apresentam uma densidade superior a 4). A composição química e o tipo de empacotamento químico afetam a densidade relativa.
d=𝜌/𝜌𝐻2𝑂
Geminação
É a propriedade de certos cristais de se desenvolverem de maneira regular A geminação pode ser classificada como simples (dois cristais intercrescidos) ou múltipla (polissintética).
 EX: Estaurolita tem geminação simples em cruz; Labradorita tem geminação polissintética.
Propriedades elétricas, piezoelétricos e magnéticas 
Muitos minerais são bons condutores de eletricidade, como é o caso dos elementos nativos (Au Ag, etc e outros, são classificados como semicondutores). 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. Neste âmbito, existem os minerais diamagnéticos, paramagnéticos e ferromagnéticos.
· Diamagnéticos = repulsão. 
· paramagnéticos = atração fraca.
· ferromagnéticos = atração forte.
1) O que o entendimento da química auxilia na identificação dos minerais?
2) De que forma as propriedades físicas nos auxiliam da descrição e na identificação mineral?
Cristaloquímica 
Trata das forças de ligações nos cristais, da coordenação iônica, da estrutura cristalina e da variação composicional das substâncias. Além disso, estuda a relação entre estrutura, energia e forma externa dos cristais.
É a combinação das regras da Cristalografia com a física e a química no estado sólido, possibilitando interpretações, racionalizações e predições dos arranjos atômicos em cristais (Waychunas, 1991).
Célula unitária
É o menor agrupamento de átomos representativo de uma determinada estrutura cristalina específica. É a menor parte do cristal que contém as suas características, e que repetido tridimensionalmente forma um mineral.
Retículos de Bravais
Os retículos de Bravais representam as configurações básicas dos diferentes tipos de celas unitárias dos cristais.
Levando-se em consideração os aspectos geométricos, somente podem existir 14 arranjos básicos no espaço tridimensional.Para que um determinado arranjo intermolecular possa ser considerado um retículo de Bravais, algumas condições fazem necessárias:
· a cela unitária tem de possibilitar que o sólido possa ser reconstituído por replicação;
· os planos idênticos, em faces opostas, têm de manter paralelismo;
· as arestas da cela unitária têm de ligar pontos equivalentes na estrutura cristalina.
Forças atrativas de natureza elétrica, ou seja, devem-se exclusivamente ao movimento dos elétrons nos átomos e sua interação com os núcleos. Portanto, são responsáveis pela estruturação interna da matéria.
O tipo e a intensidade de ligação é que irar condicionar algumas propriedades físicas e químicas dos minerais, tais como dureza, condutividade, brilho e magnetismo. Sendo assim, se as ligações forem fortes (alta coesão interatômica) as substâncias tenderão a apresentar dureza e fragilidade mais elevadas. 
Uma ligação química se origina quando a energia resultante do arranjo entre átomos (por transferência ou compartilhamento de elétrons) for menor do que a energia característica dos átomos isolados.
Ligação iônica 
É originada por forças eletrostáticas existentes entre íons de cargas opostas (atrações de Coulomb). Ocorre, basicamente entre metais e não-metais que apresentam grande diferença de eletronegatividade. O fenômeno consiste em uma transferência de elétrons, do átomo menos eletronegativo para o mais eletronegativo, caracterizando assim uma situação de heteropolaridade, muito frequente nos sais haloides, como a halita (NaCl) e Fluorita (CaF2).
Ligação covalente
É originada pela interação eletrônica entre dois átomos (geralmente não-metais ou hidrogênios), com pequena diferença de eletronegatividade, que alcançam a redução de energia sem que haja transferência de elétrons mas sim o compartilhamento dos mesmos.
Ligação metálica
É originada pela circulação dos elétrons da camada de valência de átomos metálicos, viabilizando assim uma forte capacidade de coesão entre esses átomos (os elétrons dos últimos orbitais passam de um átomo a outro, formando assim uma nuvem eletrônica). Os compostos tipicamente metálicos apresentam propriedades características como: brilho metálico, boa condutividade (térmica e elétrica), alto ponto de fusão, resistência a tração, ductibilidade e maleabilidade.
FORÇAS DE ATRAÇÃO INTERMOLECULARES
Comparativamente as ligações químicas, as forças intermoleculares são relativamente fracas, influenciando diretamente nas características físicas dos compostos. As forças de interação intermoleculares podem ser:
Forças íon-dipolo 
Resultam da interação entre moléculas polares com um determinado íon. São forças de ligação com intensidades variáveis cuja magnitude dependerá sempre da intensidade da carga do íon e da atração do dipolo considerado, como por exemplo o cátion Na+ solvatado por moléculas de água.
Forças dipolo-dipolo
Resultam de aglomerados de moléculas polares em interações eletrostáticas, nas quais a carga parcial positiva de uma molécula será atraída pela carga negativa de outra. São geralmente mais fracas que as forças íon-dipolo. Um caso extremo desse tipo de ligação são as ligações de hidrogênio, verificadas em moléculas que contenham um grupo H-N, H-O ou H-F. A atração ocorrerá entre o átomo de hidrogênio e um par de elétrons isolado de um dos não-metais altamente eletronegativos dos grupos citados. Um exemplo clássico de mineral que apresenta essa ligação é o gelo (H2O). As pontes de hidrogênio caracterizam um tipo forte de interação molecular.
Dispersões de London
São resultantes de cargas parciais instantâneas formadas entre quaisquer moléculas (fundamentalmente nas apolares) originando, assim, um momento dipolar instantâneo correspondente. Quando cargas parciais instantâneas opostas interagirem, tem-se a caracterização das forças de dispersão de London. É um tipo de ligação intermolecular fraca. Comumente em cristais como a grafita (C), sendo responsável pela sua excelente clivagem basal.
Isomorfismo
É a propriedade química onde determinadas substâncias apresentam variações na composição química (dentro de certos limites) mas mantém seus aspectos estruturais sem modificações.
Polimorfismo
É caracterizado por apresentar diferentes estruturas cristalinas (retículos cristalinos diferentes), sem que haja variação nas suas composições químicas.
A esse fenômeno, dá-se o nome de polimorfismo (em que é possível existir dimorfismo – compostos com duas transformações – e trimorfismo – compostos com três transformações).
Coordenação Iônica
Numa determinada estrutura cristalina formada predominantemente por forças eletrostáticas, cada íon coordena um determinado número de outros íons com cargas elétricas contrárias. Esse é o princípio da coordenação iônica.
O arranjo iônico que leva a formação dos cristais (edificação do retículo cristalino) é dado pelo número de coordenação, que tem por norma básica o fato de que o empacotamento interatômico tem de ser o mais fechado possível, mantendo-se o equilíbrio energético.
A equação de Coulomb (F = k.e1.e2/r2) indica que a força de atração eletrostática (F) é diretamente proporcional ao produto das cargas dos cátions (e1) e ânions (e2), e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles, sendo k = 9.109 Nm2/C2.
Átomos atraídos por forças eletrostáticas tendem a formar compostos com geometria simplificada e alto grau de simetria. Por exemplo, os cristais de halita estruturam-se de modo que o ânion (Cl-) possa, por exemplo, ocupar o centro geométrico e o centro das arestas de um poliedro regular de coordenação, com cátions (Na+) ocupando, em consequência, os vértices e o centro das faces desse poliedro.
Considera-se como número de coordenação do referido composto, o número de cátions ligados ao ânion central da estrutura. O inverso também é verdadeiro, ou seja, se o cátion (Na+) estiver ocupando o centro de geometria do cristal e os respectivos centros das arestas, os vértices e os centros das faces estarão sendo ocupados pelos ânions (Cl-), configurando também, um número de coordenação 6, pois assim o composto estará estabilizado (6:6). Isso é possível porque a idealização de um cristal consiste em uma distribuição espacial que tende ao infinito, o que é regulado pelo princípio da periodicidade.
No caso da halita o número de coordenação 6 pode ser visualizado quando
se verifica que, no interior do sólido fundamental (hexaedro regular), existe um octaedro regular, do qual o íon aniônico (Cl-) ocupa o centro geométrico, e os íons catiônicos (Na+) ocupam a posição dos vértices, que correspondem geometricamente ao centro das faces do hexaedro regular. Fica assim perfeitamente demonstrado a relação existente entre a coordenação iônica e a simetria da forma fundamental. Por essa razão, os cristais euédricos de halita são caracterizados por apresentar um hábito eminentemente cúbico.
Relação entre os raios iônicos
As interações mais relevantes entre os íons de um composto são as mais fortes e próximas. São essas forças que influem na estruturação da primeira camada de coordenação, sendo que o arranjo geométrico desta será o fator determinante do número de coordenação de um determinado composto.
A forma como as interações energéticas (definidoras da primeira camada de coordenação) são estabelecidas depende fundamentalmente de uma relação física obtida a partir do tamanho relativo dos raios iônicos.
O cálculo matemático desta relação é simples: Rc/Ra, onde Rc = raio do cátion e Ra = raio do ânion.
Quando houver dois ou mais cátions em um composto, coordenados pelo mesmo ânion, o cálculo do raio relativo deverá ser feito separadamente para cada um.
Mesmo sendo o método mais eficiente para determinação das estruturas iônicas, o raio relativo pode levar a previsões incorretas, pois está baseado nos seguintes pressupostos:
· Os raios iônicos devem ser conhecidos com exatidão;
· Os íons devem apresentar formas esféricas rígidas e inelásticas;
· Os íons positivos tocam-se sempre com os negativos;
· O número de coordenação é sempreo maior possível;
· As ligações são totalmente iônicas;
· Os íons têm sempre cargas com valores inteiros.
	Número de Coordenação
	Rc/Ra
	2
	<0.155
	3
	0.155-0.225
	4
	0.225-0.414
	6
	0.414-0.732
	8
	0.732-1.0
	12
	>1.0
Número de coordenação 12
É observado quando Rc/Ra = 1, ou seja, quando os raios dos átomos formadores do composto forem iguais entre si. São dois os modelos geométricos clássicos que encerram esse tipo de coordenação: o empacotamento trigonal compacto, como o da brucita (Mg(OH)2); e o empacotamento cúbico compacto (corpo centrado), como o do cobre nativo (Cu). 
Nas duas situações cada átomo terá uma intensa força de ligação com os doze átomos mais próximos. Minerais que apresentam coordenação 12 são relativamente raros. Essa coordenação pode ser observada, principalmente, nos minerais nativos formados pelos metais do grupo 11 da Tabela Periódica do Elementos Químicos (cobre, prata e ouro) e, também, no grupo das micas, em que o oxigênio sempre é coordenado pelo cátion metálico.
Número de coordenação 8
É observado quando Rc/Ra estiver compreendida entre o intervalo de [0,732 e 1], ou seja, quando o raio do cátion coordenador for ligeiramente menor que o raio dos ânions coordenados. Essa coordenação é conhecida como coordenação cúbica, pois é caracterizada pela disposição espacial dos íons coordenados nos oito vértices do poliedro, do qual o íon coordenador ocupará o centro geométrico (retículo de corpo centrado). Exemplos clássicos de compostos com número de coordenação 9 são a barita (BaSO4) e a anglesita (PbSO4).
Número de coordenação 6
É observado quando Rc/Ra estiver compreendida entre o intervalo de [0,414 e 0,732). Essa é a chamada coordenação octaédrica, pois nesse tipo de orientação espacial, o centro dos íons coordenados ocupa os seis vértices de um octaedro, do qual o íon coordenador o centro geométrico. É a coordenação típica de alguns sais haloides como halita (NaCl) e Silvita (KCl), além de ser comum nos silicatos.
Número de coordenação 4
É observado quando Rc/Ra estiver compreendida entre o intervalo de [0,225 e 0,414). Esse número de coordenação gera a coordenação tetraédrica que é caracterizada pela ocupação dos vértices do poliedro pelo centro dos íons coordenados. Um exemplo clássico deste tipo de coordenação é a Esfalerita (ZnS).
Número de coordenação 3
É observado quando Rc/Ra estiver compreendida entre [0,155 e 0,225). Esse número de coordenação acarreta uma disposição triangular do composto orientado. É comum nos carbonatos, nos nitratos e nos boratos que apresentam íons planares.
Número de coordenação 2
Essa é uma coordenação muito rara, também denominada linear, observável apenas quando a relação Rc/Ra for inferior a 0,155. Seus exemplos clássicos são a cuprita (Cu1+ 2O).
O que é coordenação química?
É a capacidade que um sistema químico (cristalino) tem de formar estruturas (estáveis) coordenando seus íons – ânions e cátions.
Sabemos que as ligações químicas podem ser de diversos tipos – iônicas, covalentes, pontes de hidrogênios, Van der Waals... Porém:
A estrutura cristalina de um material ligado ionicamente é determinado pelo número de átomos para que a eletroneutralidade ocorre, sendo distribuído (o número de átomos) em um empacotamento ideal (estável) baseado nos tamanhos relativos dos raios. Para as estruturas ligadas de maneira preferencialmente covalente, este empacotamento não é máximo devido ao ângulo que está associado à esse tipo de ligação por ela ser direcional.
A estabilidade da estrutura está condicionada ao tamanho dos íons, cujos tamanhos são apropriados para cada posição: ânions nas posições normais e os cátions na posição intersticial. Assim, tiramos desta relação Cátion/ânion ( = Rx/Rz onde Rx é o raio do cátion e o Rz, do ânion) o que definimos como Fator de empacotamento:
Parâmetros de rede
São grandezas utilizadas para descrever a célula unitária de uma estrutura cristalina. Compreende três comprimentos a, b, c e três ângulos α, β, γ.
Os parâmetros cristalinos a, b e c são medidos em Ångström (Å) ou nanometros (nm). Os ângulos α, β e γ são medidos em graus (º).
Os parâmetros cristalinos de determinado material não são constantes, variando em função da temperatura, pressão, etc., sendo por este motivo preferível falar-se de "parâmetros de rede" ou "parâmetros cristalinos" para descrever a estrutura.
· NC = 4: ânions no vértice de um tetraedro e cátions nos interstícios tetraédricos. Os átomos dessa estrutura possuem em geral alto grau de covalência nas ligações entre eles.
· NC = 6 ânions no vértice de um octaedro e cátions nos interstícios octaédricos.
· NC = 8: ânions no vértice de um cubo e cátions no interstício octaédrico central do cubo.
	Número de Coordenação
	Rc/Ra
	Tipo
	2
	<0.155
	Linear 
	3
	0.155-0.225
	Triangular
	4
	0.225-0.414
	Tetraédrica
	6
	0.414-0.732
	Octaédrica
	8
	0.732-1.0
	Cúbica
	12
	>1.0
	Hexagonal ou PCF
A maioria das estruturas consiste em um empilhamento de ânions (maiores) nas posições normais das estruturas conhecidas (CS, CCC, CFC, HC) com os cátions menores ocupando posições intersticiais.
Fator de Empacotamento
É o volume dos átomos dividido pelo volume da célula unitária.
Densidade Teórica
É um valor de densidade calculado através dos parâmetros de rede cristalina.
Estrutura cristalina e Coordenação iônica
Os metais se cristalizam em três estruturas principais:
· Cúbica Simples - CS
· Cúbica de Face Centrada - CFC
· Cúbica de Corpo Centrado – CCC
· Hexagonal Compacto - HC
CÚBICO SIMPLES
Apenas 1/8 de cada átomo cai dentro da célula unitária, ou seja, a célula unitária contém apenas 1 átomo.
Essa é a razão que os metais não cristalizam na estrutura cúbica simples (devido ao baixo empacotamento atômico).
Apenas o Polônio (Po) têm essa estrutura.
CÚBICO FACE CENTRADA
Há 1/8 de cada átomo nos vértices da célula unitária mais ½ átomo em cada face, ou seja, a célula unitária contém 4 átomos
Diversos metais se cristalizam neste tip de estrutura como o alumínio, a prata e o ouro
CÚBICO CORPO CENTRADO
Há 1/8 de cada átomo nos vértices da célula unitária envolvendo 1 átomo coordenador presente no centro do cubo, ou seja, a célula unitária contém 2 átomos
Diversos metais se cristalizam neste tipo de estrutura como o Cromo (Cr), o molibdênio (Mo), o Ferro (Fe-α) e o Tungstênio (W)
Alotropia
É a característica que alguns elementos tem de se comportar de diferentes formas sob diferentes condições.
Por que é importante compreender o arranjo atômico em uma estrutura cristalina?
É através deste conhecimento que temos como auxílio diversas propriedades físicas (e consequentemente, químicas) dos minerais