minerais e estrutura cristalina
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Os minerais caracterizam-se por:• composição química definida;• estrutura interna ordenada, regular e repetitiva,
ie, uma estrutura cristalina.
Essa organização interna reflecte-se, em condições favoráveis, na forma exterior dos cristais, que são delimitados por superfícies planas e lisas.
Quando os cristais se desenvolvem em condições em que não há espaço para crescerem, não exibem essas faces planas.
Minerais e matéria cristalina
Minerais e matéria cristalina
Os factores externos que condicionam a cristalização são:
• Tempo,
• Espaço disponível,
• Temperatura.
(Meio calmo, lento, e bastante espaço disponível, leva à formação de cristais grandes e perfeitos)
As formas cristalinas dependem de:
• factores externos
• factores internos (rede cristalina).
Os factores externos podem condicionar o crescimento mineralógico em todas, ou apenas numa das direcções. Em função do meio envolvente, assim o cristal se desenvolve em todas as direcções ou cresce preferencialmente numa direcção favorável.
A estrutura cristalina implica uma disposição ordenada dos átomos ou iões, formando uma rede tridimensional.
A rede cristalina é formada por fiadas de partículas ordenadas segundo diferentes direcções do espaço.
Estas fiadas definem assim uma rede, em que unidades de forma paralelepipédica constituem a malha elementar.
Os elementos geométricos de um cristal são os nós, as fiadas e os planos reticulares.Nós correspondem
a partículas elementares, cuja massa está centrada no centro de gravidade.
Fiadas são alinhamentos de partículas em direcções definidas por dois nós consecutivos e iguais
Planos reticulares são planos definidos por duas fiadas não paralelas.
O arranjo interno dos cristais pode traduzir-se no aparecimento de uma forma poliédrica com faces, arestas e vértices
Correspondem aos nósCorrespondem
aos planos reticulares
Correspondem a fiadas
Podemos então dizer que as propriedades de um cristal são condicionadas por:
- organização especial da suas partículas,
- pelas proporções em que elas se encontram na rede,
- pelas forças de ligação que mantêm uma partícula em oscilação em torno das posições de equilíbrio.
A interacção entre as partículas tende a criar uma estrutura ordenada.
A clivagem, a condutibilidade calorífica e dureza existentes numa face de um cristal são explicadas de acordo com a teoria reticular.
Conclui-se que um cristal cliva facilmente se se encontrar ligado segundo planos constituídos por forças fracas, sendo estes paralelos uns aos outros.
A forma poliédrica é , uma consequência do arranjo interno das partículas.
SilicatosA maior parte do volume da crosta terrestre é formado por minerais pertencentes ao grupo dos silicatos. A estrutura básica é um tetraedro (SiO4)4-.
Os tetraedros têm tendência para se polimerizar, ie, ligarem-se uns aos outros de modo a formarem conjuntos complexos.
Isomorfismo
Representa um conjunto de substâncias que embora quimicamente diferentes, apresentam a sua estrutura interna idêntica.
Nalgumas destas substâncias pode ocorrer substituição, na rede estrutural, de um ião por outro diferente. Isto só é possível se existir afinidade química entre as partículas, e o mesmo raio iónico.
A rede permanece estável ou as distorções são pequenas, se os raios diferirem pouco.
A um conjunto de minerais que mantenham constante a sua estrutura interna, variando a composição, chama-se série isomorfa ou série sólida, e os cristais designam-se cristais de mistura ou mistura isomorfa.
Ex. plagioclase, que é um silicato de sódio ou cálcio.
Plagioclase sódica Plagioclase cálcica
Labradorite
Isomorfismo entre a albite e a anortite.
Polimorfismo
Minerais polimorfos são aqueles que apresentam a mesma composição química, mas têm redes cristalinas diferentes.
Ex:
1. Carbonato de cálcio, que pode formar dois minerais diferentes
Aragonite Calcite
2. O carbono pode cristalizar em dois minerais diferentes, com arranjos diferentes dos átomos de carbono que os constituem.
GrafiteDiamante