Estruturas cristalinas dos argilomineraisResumo

Os tipos de estruturas cristalinas dos argilominerais conhecidos so os grupos tetradricos e octadricos de tomos ou ons de oxignio e de ons de hidroxila, ao redor de pequenos ctions, principalmente Si4+ e Al3+, ocasionalmente Fe 3+ e Fe2+ nos grupos tetradricos e Al3+, Fe 3+, Fe2+, Mg2+, Ti4+, ocasionalmente Cr3+, Mn2+, Zn2+, Li+, nos grupos octadricos, geralmente com um certo grau de substituio isomrfica.Os grupos tetradricos esto ligados entre si para forma folhas hexagonais continuas e os grupos octadricos tambm esto ligado hexagonalmente e folhas octadricas e o empilhamento de uma folha tetradrica com uma octadrica forma uma camada 1:1.Essas camadas so compostas por duas ou mais folhas numa variedade de maneiras, as quais do origem a maioria das estruturas fundamentais dos argilominerais. Caulinita e HaloisitaO argilomineral da caulinita formado pelo empilhamento regular 1:1 em que cada camada consiste em uma folha de tetraedros SiO4 e uma folha de octaedros Al2(OH)6, tambm chamada de folha gibsita, ligadas entre si em uma nica camada, atravs de um oxignio em comum. Praticamente no existe substituio por ctions dentro da estrutura cristalina, a qual eletricamente neutra, os ons de alumnio ocupam 2/3 da posio octadrica (dioctadricas) para neutralizar as cargas residuais dos silicatos. A estrutura da sua clula unitria triclnica.A caulinita bem ordenada e bem cristalizada no comum, e constituda por lamelas ou placas de perfil hexagonal, devido ao arranjo hexagonal das unidades constituintes das folhas de silicatos e de hidrxido de alumnio. A caulinita mal cristalizada o perfil hexagonal geralmente menos ntido, porem pode existir as placas so menores e mais finas, apresentando uma maior tendncia a clivagem basal, as vezes as placas so to finas que apresentam tendncia a enrolar nas bordas.

Haloisita tem a estrutura cristalina semelhante da caulinita, onde ela possui duas formas: uma de maior hidratao, em que a camada monomolecular de agua separa as camadas estruturais, e uma forma de menor hidratao que no possui essa camada de agua. A forma de menor hidratao (haloisita 2H2O) possui a formula estrutural idntica da caulinita Al4Si4O10(OH)8 , e a forma de maior hidratao (haloisita 4H2O) possui a formula estrutural Al4Si4O10OH8-4H2O, havendo, pois, 4 molculas de agua interlamelar por clula unitria de haloisita 4H2O. No existe substituio isomrfica e a estrutura cristalina eletricamente neutra. OBS: Muito embora as composies qumicas sejam semelhantes existe uma diferena na morfologia entre as partculas de caulinita e haloisita 2H2O, a caulinita apresenta partculas lamelares de perfil hexagonal ou irregular, enquanto a haloisita 2H2O e mesmo 4H2O apresenta-se como tubos ou cilindros, na transio para a forma 2H2O os tubos frequentemente se achatam, trincam longitudinalmente ou desenrolam.A Haloisita tem a forma tubular para reduzir as tenses internas que aparecem no reticulo cristalino dos argilominerais devido ao desajuste dimensional entre as camadas de silicato e gibsita.

Montmorilonita ou Esmectita. Constitudo por duas folhas de silicato tetradricas, com uma folha central octadrica, unidas entre si por oxignio comuns as folhas.As montmorilonitas caracterizam-se por apresentarem, sempre, o alumnio das camadas de octaedros substitudo parcialmente ou totalmente por magnsio e ferro, principalmente. Esta substituio origina um excesso de valncias negativas na camada interna, que no podem ser satisfeitas por ctions, devido s camadas de tetraedros limtrofes. A estrutura das montmorilonitas caracteriza-se por apresentar molculas de gua entre as unidades estruturais conforme o esquema da Figura - 2. 6 Figura - 2. 6. Unidade estrutural da montmorilonita Como a gua penetra com grande facilidade entre as camadas estruturais, as montmorilonitas so de fcil disperso na gua, grande expanso e alta plasticidade. Elas possuem grande capacidade de adsoro de gua e de permuta catinica, porque, alm de apresentarem ligaes quebradas nas extremidades, possuem cargas negativas nas superfcies das unidades estruturais. As montmorilonitas so as argilas de menores dimenses.

Ilita-Mica MoscovitaA unidade estrutural bsica das ilitas a mesma das montmorilonitas (Figura - 2. 7). Apenas, nas ilitas, os tomos de silcio das camadas de slica so substitudos parcialmente por alumnio. H, portanto, valncias livres nas camadas limtrofes das unidades estruturais, que so neutralizadas por ctions de K, dispostos entre as unidades superpostas. O esquema estrutural das ilitas est representado na Figura - 2. 7b. O ction K o que melhor se adapta s malhas hexagonais dos planos de oxignio das camadas de tetraedros de slica e no deslocado por outros ctions. Figura - 2. 7. Unidade estrutural da ilita A capacidade de adsoro de gua e de permuta catinica devida, apenas, s ligaes quebradas das extremidades das camadas e, portanto, pequena. O dimetro mdio das ilitas varia entre 0,1 e 0,3 mcron. Quando, nas ilitas, a substituio do silcio das camadas de tetraedros por alumnio for pequena, as ligaes entre as unidades estruturais proporcionadas pelos ctions K podem ser deficientes e permitiro a entrada de gua. Quando isso ocorre, as propriedades das ilitas se aproximam das propriedades das montmorilonitas. Ilita se difere das micas bem cristalizadas, como moscovita ou biotita, por ter menor substituio de alumnio no lugar do silcio, uma menor carga estrutural, menos potssio interlamelar e menor regularidade no empilhamento das camadas.

Cloritas Constituda por camadas alternadas estruturais do tipo da mica (uma camada gibsita entre duas camadas de silicato) e de brucita (hidrxido de magnsio), so, pois, argilominerais 2:1 com brucita interlamelar; o magnsio da camada brucita substitudo parcialmente por ons alumnio ou frrico para fornecer o excesso de carga positiva necessria para neutralizar as substituies de alumnio em lugar do silcio na camada silicato.A clorita encontrada na natureza intimamente misturada com outros argilominerais. De maneira geral, em cloritas na forma de argilominerais, existe uma aprecivel substituio de ferro em lugar do magnsio na camada da brucita.

Vermiculita.Constitudo por unidades silicato do tipo encontrado nas micas, com uma deficincia de cargas negativas devido a substituio nas camadas tetradricas. Os ctions interlamelares neutralizantes so geralmente magnsio, como na clorita, mas diferem dessa por estarem rodeados por agua em vez de hidroxilas.O argilomineral vermiculita difcil de se obter na forma pura por se encontrar na natureza em solas intimamente misturado a outros argilominerais. A mica biotita tratada com soluo aquosa de cloreto de magnsio por um logo perodo de tempo se transforma em vermiculita expansvel.

Paligorsquita-Sepiolita. Tpico argilomineral fibroso, sua estrutura cristalina constituda por camadas em forma de fita de duas unidades tetradricas de silicato ligadas por uma unidade octadrica central por meio de oxignio comuns. (Estrutura porosa) Magnsio o componente dominante nas posies octadricas, mas existe uma pequena substituio por alumnio e, as vezes por ferro.