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90 Manual de Ciência dos Minerais 
O gelo é um exemplo muito bom de ligação de hidro-
génio. A forma de uma molécula de H 20 é polar (Fig. 3.26c) 
com â concentração da ·cargã positiva em um lado da molécu-
la. Por isso, os dois átomos de hidrogénio na molécula de H 20 
(carga geral positiva) podem se ligar com duas cargas negativas 
concentradas no lado do oxigénio. Desta forma, dois hidra-
gênios disponibilizam uma ligação com duas outras moléculas 
vizinhas de H 20. Duas moléculas vizinhas de H 20 adicionais, 
por sua vez, disponibilizam átomos de H para fazer mais duas 
ligações de hidrogénio. Portanto, cada átomo de oxigénio é 
ligado com quatro átomos de oxigénio vizinhos em um ar-
ranjo tetraédrico, por meio das ligações de hidrogénio. (A Fig. 
3.26d ilustra a estrutura de ligações tetraédricas de uma forma 
de gelo; ver também a ilustração da estrutura do gelo I na par-
te inicial deste capítulo.) O gelo é menos denso que a água na 
temperatura de fusão. No início da fusão, esta estrutura relati-
vamente aberta colapsa e, no líquido resultante, as moléculas 
de H 20 têm um empacotamento mais denso que no sólido. 
Por isso, o gelo flutua na água. 
Como no caso das forças de van der Waals, as ligações de 
hidrogénio são fracas, mas existem muitas ligações por uni-
dade de volume em uma estrutura, fazendo com que o resul-
tado geral seja um material relativamente duro. A ligação de 
hidrogénio é comum em hidróxidos em gue o grupo (OH)-
não se comporta estritamente como um grupo aniônico 
esférico, sendo mais realisticamente representado por uma 
coordenação assimétrica, o que produz um efeito dipolo. A 
ligação de hidrogénio está também presente em muitos filos-
silicatos, como nas micas e nos argilominerais, que contêm 
grupos hidroxila. 
Cristais com mais de um tipo de ligação 
Entre as substâncias naturais, com suas tremendas diversidades 
e complexidades, a presença de um único tipo de ligação em 
um mineral é rara, sendo que dois ou mais tipos coexistem 
na maioria dos minerais. Sempre que um mineral for consti-
tuído por mais de um elemento químico, este mineral pode 
ter mais de um tipo de ligação e, como discutido anterior-
mente, mesmo nos minerais com um único elemento, mais 
de um tipo de ligação pode ocorrer. No ouro (Au), todos os 
átomos são de ouro, unidos por ligações metálicas. Já na grafi-
ta, C, existem dois tipos de ligações, covalentes e forças de van 
der Waals. Nos minerais com mais de um cátion, é comum 
a ocorrência de mais de um tipo de ligação. Por exemplo, a 
calcita tem a fórmula CaC03. Como os cátions são cercados 
pelos ânions, cada Ca é ligado ao O e cada C é ligado ao O. 
Isto gera a possibilidade de pelo menos dois tipos de ligação. 
Podemos estimar o caráter dos tipos de ligação entre Ca-0 
e C-0 usando as eletronegatividades. Por exemplo, a ligação 
Ca-0 tem caráter iônico (baseado nos valores de e.n. de 1,1 
-3,5 = valor absoluto de 2,5), enquanto que a ligação C-0 
tem caráter covalente (e.n. de 2,5 e 3,5 = 1,0). Muitos mine-
rais, como as micas, contêm dois ou mais tipos de ligações de 
caráter e força diferentes. Esta diferença na força da ligação é 
o que promove a clivagem. Os minerais rompem onde as ligações 
são mais fracas. Se todas as ligações têm a mesma força, os mi-
nerais tendem a apresentar fraturas e não clivagens ao longo 
de planos definidos. 
Quando existe mais de um tipo de ligação na estru-
tura de um cristal, ele apresenta propriedades oriundas dos 
diferentes tipos de ligação resultando em propriedades for-
temente direcionais. Assim, na grafita, a estrutura cristalina 
consiste em finas lamelas unidas por fortes ligações cova-
lentes nos planos das lamelas, enquanto que a excelente cli-
vagem resulta das ligações por forças de van der Waals que 
ocorrem entre as lamelas (Fig. 3.24). Os filossilicatos são for-
mados por folhas de tetraedros de sílica fortemente ligados, 
com ligações iônicas e de hidrogénio, relativamente mais fra-
cas unindo as folhas. Os filossilicatos refletem, na sua notável 
clivagem basal entre as lamelas, a diferença na força entre os 
dois tipos de ligação (ver as Figs. 18.32, 18.34 e 18.36). O 
hábito e a clivagem prismática dos piroxênios e dos anfibó-
lios e o hábito prismático curto, mais maciço e a clivagem 
dos feldspatos são, do mesmo modo, o resultado de ligações 
relativamente mais fracas que unem unidades estruturais 
mais fortemente ligadas tendo formas maciças, em cadeias 
ou em bandas (ver também o Capítulo 2). A galena, PbS, 
apresenta características relacionadas às ligações metálicas 
(Pb-Pb), com a boa condutividade elétrica e o brilho metá-
lico, e às ligações iônicas (Pb-S), com a excelente clivagem e 
o comportamento frágil. 
I Referências e leituras adicionais 
Ahrens, L. H. 1952. The use of ionization potentials. Geochimica et Cos-
mochimica Acta 2: 155--69. 
Bloss, E D. 1994. Crystallography and crystal chemistry:An itllroduction. Re-
print of original text of 1971. Mineralogical Society of America, 
Washington, D.C. 
Brady,J. E.,J. W. Russell, and]. R. Holum. 2000. Chemistry:The study cif 
mauer, m1d its changes. 3rd ed.Wiley, NewYork. 
Bragg,W L., and G. E Claringbull. 1965. Crystal structure ofminerals. Cor-
neli University Press, Ithaca, NewYork. 
Brown, T. H., E. LeMay, and B. E. Bursten. 2005. Chemistry:The central 
sâence. 1Oth ed. Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey. 
Cotton, E A., G. Wilkinson, and P. L. Gaus. 1995. Basic inorganic chemistry. 
3rd ed.Wiley, NewYork. 
Evans, R. C. 1966. An introduction to crystal chemistry. 2nd ed. Cambridge 
University Press, Cambridge, England. 
GrifTen, D.T. 1992. Silicate crystal chemistry. Oxford University Press, New 
York. 
Klein, C. 2008. Minerais and rocks: Exercises in crystal and mineral chemistry, 
crystallography, X-ray powder d!ffraction, mineral and rock ident!fication, 
and ore mineralogy. 3rd ed. Wiley, New York. 
Liebau, F. 1985. Structural chemistry of silicates, structure, bonding and 
class!fication. Springer-Verlag, New York. 
Mason, B., and C. B. Moore. 1982. Principies cif geochemistry. 4th ed. Wiley, 
NewYork. 
Nesse, W. D. 2000. Introduction to mineralogy. Oxford University Press, 
NewYork. 
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