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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.
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