Disciplina: MineralogiaAula 1

Betim – 2015/1

• Onde estão os minerais?

de ocorrência natural

• Indica que um mineral deve ter sido formado por processos naturais. Serve para diferenciar dos feitos em laboratório. Quando isso ocorre, eles são qualificados pelo termo sintético. Ex:

• Esmeralda produzida em laboratório? Esmeralda sintética

sólido

• Excluídos os materiais gasosos e líquidos. Isso porque nos sólidos, há uma posição fixa para os átomos. Exemplo:

arranjo atômico altamente ordenado

• Estrutura interna de átomos arranjados em um padrão geométrico regular e repetitivo.

• Os minerais são cristalinos devido a este critério.

• Sólidos que não possuem um arranjo atômico ordenado são chamados de amorfos.

composição química homogênea e definida (mas não necessariamente fixa)• Pode variar dentro de limites.

• Implica que a composição de um mineral pode ser expressa por uma fórmula química específica.

• Exemplo: o quartzo contém os elementos silício e oxigênio na proporção de 1:2, sua composição é SiO2. Como ele não contém outros elementos sua fórmula é definida e fixa. É uma substância pura.

Quartzo

• A maior parte dos minerais são possui essa composição bem definida e a quantidade de elementos químicos pode variar amplamente. Neste caso, a composição não é fixa, mas varia dentro de certos limites.

• Exemplo: Dolomita

• Fórmula pura: CaMg(CO3)2

• A maior parte da dolomita não ocorre como pura de Ca-Mg, mas contém grande quantidade de Fe e Mn no lugar do Mg, para representar essa variabilidade, a fórmula mais geral da dolomita é Ca(Mg, Fe, Mn)(CO3)2 sem especificar subscrições para Mg, Fe ou Mn.

• As razões atômicas permanecem as mesmas (definidas)

• Existe uma certa faixa de variação na composição química (sua composição não é fixa).

• Homogêneo significa que um mineral mantém a mesma composição por todo o seu volume independentemente do local amostrado.

Dolomita

processos inorgânicos

• A definição tradicional é esta. Mas aumenta a tendência em se reconhecer que os minerais poder ser produzidos organicamente.

• Exemplo: carbonato de cálcio das conchas, concha da ostra, pérola.

• O corpo humano também produz vários minerais. Ex: cálculos no sistema urinário (fosfato de cálcio, oxalato de cálcio e fosfato de magnésio.

• -Biomineralização: estudo dos processos pelos quais os organismos produzem minerais.

O que é um mineral?

• Um mineral é um sólido de ocorrência natural com um arranjo atômico altamente ordenado e uma composição química homogênea e definida (mas não necessariamente fixa). Minerais são frequentemente formados por processos inorgânicos.

• Definições mais amplas de mineral...

Turmalina

Onde encontramos minerais?

• Em todo o universo existem minerais.

• São produtos de complexos processos terrestres e planetários que ocorreram em um amplo intervalo de temperaturas e pressões.

• Essas ocorrências fornecem chaves para compreensão da origem, evolução e comportamento dos planetas do sistema solar.

Minerais como parte integrante das Ciências da Terra• A Mineralogia, ou ciência dos minerais, é central em muitos ramos

das ciências da Terra.

Mineralogia

• Está muito relacionada com a química inorgânica, pelo fato dos minerais serem compostos inteiramente por elementos químicos (que são de origem inorgânica), eles são compostos inorgânicos.

• Seu foco é predominantemente relacionado às substâncias sólidas de ocorrência natural.

• - Ciência e engenharia de materais. Exemplo: fibra ótica, supercondutores, novos materiais para uma função específica.

• Os minerais e a matéria orgânica são os principais constituintes dos solos.

• Biologia, nanociência, arte, arqueologia.

Subdivisões da mineralogia

• Mineralogia descritiva: medida e registro das propriedades físicas que ajudam a descrever e identificar um mineral;

• Cristalografia: arranjo atômico dos materiais sólidos (forma geométrica, simetria, propriedade ótica e estrutura interna de materiais;

• Cristaloquímica: composição química, estrutura interna e propriedades físicas dos materiais cristalinos;

• Classificação: maneira pela qual esses materiais são logicamente ordenados. Existem aproxidamente 4.200 espécies de minerais;

• Ocorrência geológica: refere-se ao contexto geológico no qual um mineral é encontrado e às associações características que ele tem com outros minerais (paragênese).

História da Mineralogia

• A prática das artes mineralógicas é tão antiga quanto a civilização (40.000 anos atrás) com pigmentos naturais de óxidos de hematita (vermelha) e de manganês (preto).

• Artefatos de sílex, pinturas, Idade da Pedra, Idade do Bronze.

• O filósofo grego Teofrasto (372-287 a.C.) elaborou o primeiro trabalho escrito sobre minerais.

• O surgimento como ciência é recente, 1556 com o livro De Re Metallica, do médico alemão Georgius Agricola, com temas de práticas de mineração e fusão de minérios.

• A descoberta de maior alcance do século XX em relação aos minerais é atribuída a Max von Lue, por desenvolver uma técnica para obtenção de imagem do arranjo atômico ordenado de materiais cristalinos com o uso dos raios X. Hoje, a difração de raios X é um método para estudo dos minerais e das substâncias cristalinas.

Os minerais em nossa vida

• Os minerais são a matéria-prima que dão suporte a grande parte do desenvolvimento tecnológico e da produção econômica da sociedade.

• Poucos minerais como talco, halita e enxofre são utilizados praticamente como são extraídos.

• A maior parte dos minerais são processados para a obtenção de um material passível para uso. Esse material é adicionado a outros constituintes para resultar em produtos como chapas de alumínio, tijolos, vidro, cimento, metais e minérios metálicos e minerais.

Nomeando os minerais

• Normalmente são classificados a partir de seu constituinte químico principal, seja um ânion ou um complexo aniônico.

• Por exemplo: óxidos, sulfetos, halogeneto, silicatos, carbonatos e fosfatos.

• A descrição e a identificação de novos minerais requerem a definição química e da estrutura cristalina.

• Já o nome dos minerais não é baseado em regras e resulta de uma grande variedade de fontes. Pode ser devido a uma propriedade física, aspecto químico, localidade, personalidade pública, mineralogista ou qualquer outro atributo. Normalmente, dá-se o nome de um mineral de acordo com o nome da pessoa que primeiro o descobriu e descreveu suas propriedades.

Nomeando os minerais

• Exemplos:

• Albita, NaAlSi3O8, do latim albus (branco), em alusão a sua cor;

• Cromita, FeCr2O4, devido a presença grande de cromo no mineral;

• Magnetita, Fe3O4, relativo a suas propriedades magnéticas;

• Pirita, FeS2, do grego pyros (fogo), porque faísca quando atritada com outro mineral;

• Franklinita, ZnFe2O4, de acordo com a localidade, Franklin, Nova Jersey onde ocorre como mineral com zinco dominante;

• Sillimanita, Al2SiO5, em alusão ao professor Benjamin Silliman (1779-1864) da Universidade de Yale (EUA).

• Atualmente, um comitê internacional, a Comission on New Mineralsand Mineral Names of the International Mineralogical Association(IMA-CNMMN) revisa todas as descrições de novos minerais e julga a adequação do nome proposto, bem como a caracterização científica das espécies minerais recém descobertas.