Minerais: o que são, formação, propriedades e exemplos (quartzo, feldspato)
Descubra o que são minerais, como se formam, suas propriedades e exemplos essenciais como quartzo e feldspato. Guia completo e acessível para entender a mineralogia.
Os minerais são substâncias que se formam naturalmente na Terra. Eles são os blocos de construção das rochas.
Os minerais são geralmente sólidos, inorgânicos, têm uma estrutura cristalina e se formam naturalmente por processos geológicos.
O estudo de minerais é chamado de mineralogia.
Um mineral pode ser feito de um único elemento químico ou mais, geralmente um composto. Existem mais de 4.000 tipos de minerais conhecidos. Dois minerais comuns são o quartzo e o feldspato.
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O que define um mineral
Para ser considerado um mineral, um material geralmente precisa cumprir quatro requisitos básicos: ser formado naturalmente, ser sólido, ter composição química definida (ou uma faixa limitada de composição) e apresentar uma estrutura cristalina regular. Materiais sem ordem atômica periódica (como vidro vulcânico/obsidiana) não são minerais, assim como a maioria dos compostos orgânicos produzidos artificialmente.
Propriedades físicas importantes
- Dureza — medida pela escala de Mohs (1 = talco, 10 = diamante). Útil para identificar minerais.
- Clivagem — tendência de quebrar ao longo de planos cristalográficos; clivagem bem marcada ajuda na identificação.
- Fratura — padrão de quebra quando não há clivagem, por exemplo conchoidal no quartzo.
- Cor — variável, muitas vezes pouco confiável sozinha.
- Risco (streak) — cor do pó do mineral, obtida riscando-o numa placa de porcelana.
- Brilho (luster) — aparência da superfície (vítreo, metálico, nacarado, etc.).
- Transparência — transparente, translúcido ou opaco.
- Gravidade específica / densidade — relação entre a massa do mineral e a massa do mesmo volume de água.
- Reatividade química — por exemplo, carbonatos efervescentes em ácido clorídrico diluído.
- Propriedades físicas especiais — magnetismo, fluorescência, piezoeletricidade (como no quartzo), entre outras.
Como se formam os minerais
Os minerais se formam por diversos processos geológicos, principais exemplos:
- Cristalização a partir do magma — quando um magma esfria, os minerais cristalizam em sequência (ex.: feldspatos e olivina em rochas ígneas).
- Precipitação a partir de soluções — em águas ricas em íons, minerais precipitam à medida que as condições químicas ou físicas mudam (ex.: halita e gipsita em lagos evaporíticos).
- Hidrotermal — fluidos quentes circulando pela crosta depositam minerais em veios (ex.: quartzo com sais metálicos).
- Recristalização metamórfica — sob pressão e temperatura, minerais recristalizam formando novos minerais estáveis naquela condição.
- Biomineralização — organismos podem produzir minerais (ex.: carbonato de cálcio em conchas); esses materiais podem ser considerados minerais quando apresentam estrutura cristalina.
Classificação geral dos minerais
Os minerais são tradicionalmente classificados por anião ou anonicluster presente na estrutura. As classes mais importantes incluem:
- Silicatos (maioria da crosta terrestre) — ex.: quartzo, feldspatos, mica.
- Óxidos — ex.: hematita, magnetita.
- Sulfetos — ex.: pirita, galena.
- Carbonatos — ex.: calcita, dolomita.
- Sulfatos — ex.: gipsita.
- Halogenetos — ex.: halita (sal de cozinha).
- Fosfatos — ex.: apatita.
- Elementos nativos — ex.: ouro, prata, cobre, diamante (carbono).
Identificação de minerais
Para identificar um mineral em campo ou laboratório usa-se uma combinação de testes simples e métodos avançados:
- Testes de campo: dureza (riscando com objetos de dureza conhecida), teste de risco (streak), reação com ácido, observação do brilho e da clivagem.
- Métodos laboratoriais: difração de raios X (XRD) para determinar a estrutura cristalina, análise química (XRF, ICP-MS), microscopia óptica em lâminas delgadas e análise espectral.
Exemplos: quartzo e feldspato
Quartzo — composição química SiO2. É um dos minerais mais abundantes e estável na superfície terrestre. Propriedades típicas: dureza 7 na escala de Mohs, fratura conchoidal, brilho vítreo, transparente a translúcido e gravidade específica ≈ 2,65. Cristaliza no sistema hexagonal e apresenta piezoeletricidade (gera carga elétrica quando submetido a pressão), razão pela qual é usado em dispositivos eletrônicos e relógios. O quartzo ocorre em veios hidrotermais, rochas ígneas e metamórficas e como grãos resistentes em sedimentos e areias.
Feldspato (ou feldspatos) — grupo grande de aluminosilicatos contendo potássio, sódio e cálcio. Tipos comuns:
- Ortoclásio (ou feldspato potássico): KAlSi3O8 (monoclínico a tricliniano).
- Plagioclásios: série que varia entre NaAlSi3O8 (albita) e CaAl2Si2O8 (anortita).
Propriedades típicas: dureza cerca de 6, clivagem boa em duas direções praticamente perpendiculares, brilho vítreo a nacarado. Feldspatos são os minerais mais abundantes nas rochas ígneas e metamórficas e, quando intemperizados, são uma importante fonte de minerais argilosos no solo. Usos industriais incluem cerâmica, vidro e como componente em massas e abrasivos.
Considerações finais
Os minerais são fundamentais para entender a composição, a história e os processos da Terra. Além de sua importância científica, muitos têm valor econômico e são usados em tecnologia, construção, indústria química, joalheria e agricultura. O campo que estuda esses materiais, a mineralogia, combina observações de campo, testes físicos simples e técnicas analíticas avançadas para caracterizar e classificar os milhares de minerais conhecidos.
Características dos minerais
Um mineral é uma substância que normalmente
- é um sólido inorgânico. (o mercúrio elementar é uma exceção)p184
- Tem uma composição química definida
- geralmente tem uma estrutura de cristal; alguns não
- é formado naturalmente por processos geológicos
Uma definição recente é:
"Um mineral é uma substância homogênea (o que significa composta de partes ou elementos que são todos do mesmo tipo) que ocorre naturalmente com uma composição química definida, mas não necessariamente fixa. A maioria dos minerais são sólidos com um arranjo atômico ordenado, e a maioria é inorgânica no sentido químico dessa palavra".
Alternativamente, um mineral é aquele listado como tal pela Associação Internacional de Mineralogia.
Minerais e rochas
Os minerais são diferentes das rochas. Um mineral é um composto químico com uma determinada composição e uma estrutura cristalina definida. Uma rocha é uma mistura de um ou vários minerais, em proporções variáveis.
Uma rocha tem apenas duas das características dos minerais - é um sólido e se forma naturalmente. Uma rocha geralmente contém dois ou mais tipos de minerais. Duas amostras do mesmo tipo de rocha podem conter diferentes tipos de minerais. Os minerais são sempre compostos dos mesmos materiais em proporções quase iguais. Um rubi é um mineral. Portanto, um rubi encontrado na Índia tem uma maquiagem semelhante à de um rubi encontrado na Austrália.
Formada na natureza
Os minerais são formados por processos naturais. Algumas substâncias com a mesma composição química que os minerais podem ser produzidas por seres vivos como parte de suas conchas ou ossos. As conchas dos moluscos são compostas de calcite ou aragonite, ou ambas.
Tradicionalmente, os produtos químicos produzidos por seres vivos não são considerados minerais. Entretanto, é difícil perceber por que uma substância orgânica não deve ser chamada de mineral se sua natureza química e sua estrutura cristalina é idêntica à sua gêmea inorgânica. Esta questão está agora em debate: ver Railsback parte II.
Os minerais se formam de muitas maneiras. A halita mineral, que é usada como sal de mesa, forma-se quando a água evapora em uma parte quente e rasa do oceano, deixando para trás o sal que ela continha. Muitos tipos de minerais são feitos quando a rocha derretida, ou magma esfria e se transforma em um sólido. O talco, um mineral que pode ser usado para fazer pó de bebê, forma-se nas profundezas da Terra, pois a alta pressão e temperatura causam mudanças na rocha sólida.
O extraordinário é que a maioria dos minerais deve sua formação à vida, ou pelo menos ao Grande Evento de Oxigenação. "Minerais robustos ao invés de restos orgânicos frágeis podem fornecer os sinais mais robustos e duradouros da biologia".
Sólido
Um mineral é um sólido - isto é, tem um volume definido e uma forma rugosa. O volume se refere à quantidade de espaço que um objeto ocupa. Por exemplo, uma bola de golfe tem um volume menor que uma bola de beisebol, e uma bola de beisebol tem um volume menor que uma bola de basquete.
Uma substância que é um líquido ou um gás não é um mineral. No entanto, em alguns casos, sua forma sólida é um mineral. Por exemplo, a água líquida não é um mineral, mas o gelo é.
Propriedades físicas
Estas propriedades são utilizadas com maior freqüência:
- Estrutura cristalina: veja abaixo
- Dureza: na escala Mohs, uma escala de dez pontos que vai do mais macio, talco ao mais duro, diamante.
- Lustre: aparência em luz
- Cor
- Streak: cor de um mineral quando moído a um pó fino. Muitas vezes testado esfregando o espécime em uma placa não vidrada.
- Clivagem: como o mineral se divide ao longo de vários planos
- Fratura: como ela quebra contra seus planos naturais de clivagem
- Gravidade específica: densidade em relação à água
- Quaisquer outras propriedades
Estrutura de cristais
As partículas de gelo que compõem a geada têm superfícies lisas e planas. Estas superfícies planas se formam devido à disposição dos átomos no gelo, que é um mineral. Tal arranjo interno é uma característica dos minerais. É a estrutura de um cristal, um sólido no qual os átomos estão dispostos de forma ordenada, repetindo um padrão tridimensional.
Cada mineral tem seu próprio tipo de estrutura de cristal. Em alguns casos, dois minerais têm a mesma composição química, mas estruturas cristalinas diferentes. Por exemplo, tanto o diamante quanto a grafite consistem de apenas um elemento - o carbono. Mas os arranjos dos átomos de carbono nestes dois minerais não são os mesmos, portanto têm estruturas cristalinas diferentes e propriedades muito diferentes. Os diamantes são extremamente duros e têm um brilho brilhante. A grafite é macia, cinzenta e sem brilho.
Na natureza, um cristal perfeito é raro. A maioria dos cristais tem formas imperfeitas porque seu crescimento foi limitado por outros cristais que se formavam ao seu lado.
Propriedades químicas
Maquiagem química definida
Cada mineral tem uma composição química definida: consiste de uma combinação específica de átomos de certos elementos. Um elemento é uma substância que contém apenas um tipo de átomo.
Os cientistas podem classificar os minerais em grupos com base em sua composição química. Embora existam milhares de minerais diferentes, apenas cerca de 30 são comuns na crosta terrestre. Estes 30 minerais compõem a maioria das rochas da crosta. Por esta razão, eles são chamados de minerais formadores de rochas.
- Os silicatos são o grupo mais comum. Todos os minerais deste grupo contêm oxigênio e silício - os dois elementos mais comuns na crosta terrestre - juntos. Os silicatos podem incluir outros elementos tais como alumínio, magnésio, ferro e cálcio. O quartzo, o feldspato e a mica são silicatos comuns.
- Os carbonatos são o segundo grupo mais comum de minerais formadores de rochas, os carbonatos. Todos os minerais deste grupo contêm carbono e oxigênio unidos. A calcita, que é comum em conchas, é um mineral carbonato.
- Os óxidos incluem os minerais dos quais a maioria dos metais, como o estanho e o cobre, são refinados. Um óxido consiste em um elemento, geralmente um metal, unido ao oxigênio. Este grupo inclui o hematita, uma fonte de ferro.
- Os sulfatos contêm o grupo de sulfato SO4. Os sulfatos comumente se formam em evaporitos onde águas altamente salgadas evaporam lentamente, permitindo que sulfatos e haleto se precipitem onde a água evapora. Os sulfatos também ocorrem onde as águas quentes são forçadas através da rocha, como acontece com os gêiseres.
Existem muitos outros grupos minerais.
Alguns usos de minerais
As pessoas utilizam minerais para muitos fins cotidianos. Toda vez que as pessoas ligam um forno de microondas ou uma TV, minerais estão sendo usados. O cobre nos fios que levam a eletricidade para a máquina é feito de um mineral. O sal de mesa ou halita, é outro mineral que as pessoas utilizam em sua vida cotidiana.
Páginas relacionadas
- Lista de minerais
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Autor
AlegsaOnline.com Minerais: o que são, formação, propriedades e exemplos (quartzo, feldspato) Leandro Alegsa
URL: https://pt.alegsaonline.com/art/65176
Fontes
- gly.uga.edu : gly.uga.edu/railsback/Fundamentals/SFMGMineralDefinition09-II.pdf
- gly.uga.edu : gly.uga.edu/railsback/Fundamentals/SFMGMineralDefinition09-III.pdf
- pubsites.uws.edu.au : IMA/CNMNC List of Mineral Names
- minsocam.org : Minsocam