Minerais e Estrutura Cristalina

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