Mineralogia é o estudo de substâncias cristalinas de ocorrência natural-minerais. Qualquer um tem uma certa familiaridade com minerais pois eles estão presentes em rochas de montanhas, as areias da praia do mar e o solo do jardim. Menoa familiares, mas também compostos de mienrais são os meteoritos e materiais da superfície lunar. Gemas são excepcionalmente lindas e geralmente representantes altamente duráveis do mundo mineral. Um conhecimento dop são minerais, como eles foram formados e onde eles ocorrem, é básico para uma compreensão dos materiais largamente responsáveis pela nossa cultura tecnlógica presente.
Definição de mineral
Embora seja difícil formular uma definição sucinta da palavra mineral, a seguinte é geralmente aceite:
Um mineral é um sólido homogéneo de ocorrência natural com uma composição química definida (mas geralmente não fixa) e um arranjo atómico não ordenado. Ele é habitualmente formado por pricessos inorgânicos.
Uma análise passo a passo desta definição auxiliará na sua compreensão. A qualificação ocorrência natural distingue as substâncias formadas por processos naturais das aquelas produzidas no laboratório. Os laboratórios industriais e de pesquisa produzem os equivalentes sintéticos de muitos materiais de ocorrência natural incluindo pedras de gemas valiosas tais como esmeraldas, rubis e diamantes.
A definição ainda afirma que um mineral é um sólido homogéneo. isto significa que ele consiste de uma substânica singular e sólida que não pode ser subdividida fisicamente em compostos químicos mais simples. A determinação da homogeneidade é muito difícil porque ela está relacionada com a escala a qual é definida. por exemplo, uma amostra de mão que parece homogénea a olho desarmado pode provar inomogénea, composta de vários materias, quando vista com um microscópio a alta ampliação. A qualificação sólido exclui gases e líquidos. Desta maneira, H2O como gelo num glaciar é mineral, mas a água não é. Da mesma maneira, o mercúrio líquido, encontrado em alguns depósitos de mercúrio, deve ser excluido por uma interpretação rigorosa da definição. Todavia, na classificação de materiais naturais tais substâncias que por outro lado parecem-se com minerais na química e ocorrência são designadas de mineralóides e caem no domínio do mineralogista.
A afirmação de que um mineral tem uma composição química definida implica que ele pode ser expresso por uma fórmula química específica. Por exemplo, a composição química de quartzo é expressa como SiO2. Porque o quartzo não contém outros elemetos químicos senão silício e oxigénio, a sua fórmula é definida. O quartzo é, porém, referido como uma substância pura. A maioria dos mienerais, todavia, não têm tais composições bem definidas. Dolomite, CaMg(CO3)2, não é sempre um carbonato de Ca-Mg puro. Ela pode conter quantidades consideráveis de Fe e Mn no lugar de Mg. Porque estas quantidades variam, diz-se que a composição de dolomite varia entre certos limites e, portanto, não é fixa. Tal variação composicional pode ser expressa por uma fórmula com as mesmas razões atómicas (ou mais realisticamente iónicas) como CaMg(CO3)2 puro no qual Ca:Mg:CO3=1:1:2. Isso conduz a uma expressão geral mais geral de dolomite como: Ca(Mg,Fe,Mn)(CO3)2.
Um arranjo atómico altamente ordenado indica uma armação de estrutura interna de átomos (ou ões) dispostos num padrão geométrico regular. Porque este é um critério de um sólido cristalino, os minerais são cristalinos. Os sólidos, tal como vidro, que carecem de um arranjo atómico ordenado são chamados de amorfos. Vários sólidos naturais são amorfos. Os exemplos são: vidro vulcânico (que não é classificado como mineral por causa da sua composição altamente variável e carece de estrutura atómica ordenado), limonite (um óxido de ferro hidroso/hidratado), e alofane (um silicato de alumínio hidroso/hidratado); também vários minerais metamíctos tais como microlite, gadolinite, e alanite (em minerais metamíctos a cristalinidade origianl foi destruida, em vários graus, por radiação a partir de elementos radiactivos presentes na estrutura original). Eles, com água e mercúrio líquidos, que também carecem de ordem interna, são classificados como mineralóides.
De acordo com a definição tradicional, um mineral é formado por processos inorgânicos. Prefere-se prefaciar esta afirmação com habitualmente e desta meneira inclui no reino de mineralogia aqueles compostos produzidos organicamente que respondem a todos os requisitos de um mineral. O exemplo saliente é o carbonato de cálcio das conchas dos moluscos. As conchas da ostra e pérola que podes estar dentro dela são compostas, em grande parte, de aragonite idêntica ao mineral formado inorganicamente.
Embora várias formas de CaCO3 (calcite, aragonite, vaterite) e monohidrocalcite CaCO3·H2O sejam os minerais biogénicos (que significa "mineral formado por organismos") mais comuns, foram reconhecidas várias outras espécies biogénicas. O pala (uma forma amorfa de SiO2), magnetite (Fe3O4), fluorite (CaF2), vários fosfatos, alguns sulfatos, óxidos de Mn, e pirite (FeS2) bem como enxofre elemental são todos exemplos de minerais que podem ser precipitados por organismos. O corpo humano também produz minerais essenciais. Apatite, Ca5(PO4)(OH), é o constituinte principal dos ossos e dentes. O corpo tabém pode produzir concreções de cálculos de matéria mineral no sistema urinário. Tias cáculos consistem predominantemente de fosfatos de cálcio (tais como hidroxilapatite, carbonato-apatite, e whitlockite), oxalatos de cálcio que são muito incomuns no mundo mineral, e fosfatos de magnésio.
Petróleo e carvão, porém, referidos frequentemente como combustíveis minerais, estão excluidos; porque, embora formados naturalmente, não têm uma composição química definida nem arranjo atómico ordenado. Todavia, nos lugares as camadas de carvão foram sujeitas a altas temperaturas que espeliram os hidrocarbonetos voláteis e cristalizou o carbono remanescente. Este resíduo é o mineral, grafite.
História Da Mineralogia
Embora seja impossível traçar sistematicamente, em poucos parágrafos, o desenvolvimento da mineralogia, podem ser destacados alguns pontos auges. A emergência da mineralogia como uma ciência é relativamente recente, mas a prática das artes mineralógicas é tão antiga quanto a civilizaçaõ humana.
Theophrastus (371-287 a.c.), filósofo grego, escreveu o primeiro trabalho sobre minerais e Pliny, 400 anos mais tarde, registou o pensamento mineralógico do seu tempo. Durante os 1300 anos seguintes, os poucos trabalhos que foram publicados sobre minerais continham muito saber e fábula com pouca informação factual. Em 1669 uma contribuição importante foi feita para a cristalografia por Nicolas Steno (ver o retrato de Nicolas Steno na Figura 1), dinamarquês, através do seu estudo de cristais de quartzo.
Figura 1. Retrato de Niels Stensen (latinizado para Nicolaus Steno). Steno foi nascido em Copenhagen, Dinamarca, em 1638 e morreu em 1686. (imagem de http://www.google.co.mz/images?sa=3&q=nicolas+steno&btnG=Pesquisar+imagens).
Ele notou que apesar das suas diferênças na origem, tamanho ou hábito os ângulos entre faces correspondentes eram constantes (ver a Figura 2).
Figura 2. Desenhos de Steno de vários cristais de quartzo e hematite, ilustrando a consistência dos ângulos no meio de cristais de diferantes hábitos. (imagem de file:///C:/Documents%20and%20Settings/estudante42/Desktop/ja.htm#v=onepage&q=&f=false)
Passou mais do que um século antes da próxima maior contribuição ser feita. Em 1780 Carangeot inventou um instrumento, goniómetro de contacto (ver Figura 3) para a medição de ângulos cristais interfaciais.
Figura 3. Goniómetro de contacto inventado por Carangeot para a medição de ângulos de cristais interfaciais (imagens de http://images.google.co.mz/images?hl=pt-PT&lr=&um=1&q=carangeot&sa=N&start=0&ndsp=18).
Em 1783 Remé de L´Isle fez medições angulares nos cristais confirmando o trabalho de Steno e formulou a lei de constância de ângulos interfaciais. Noano seguinte, René J. Hauy (Figura 4) mostrou que os cristais eram construidos por empilhar junto blocos de construção idênticos e minúsculos, aos quais deu o nome de moléculas integrais. O conceito de moléculas integrais sobrevive quase que no seu sentido original nas cálulas unitárias da cristalografia moderna. Mias tarde (1801) Hauy, através do seu estudo de centenas de cristais, desenvolveu a teoria dos índices racionais para faces de cristais.
Figura 4. Retrato de René Just Hauy. Nasceu a 28 de Fevereiro de 1743 em Saint-Just-en-Chaussée e morreu a 3 de Junho de 1822 (imagem de http://pt.wikipedia.org/wiki/Ren%C3%A9_Just_Ha%C3%BCy).
No princípio do séc. XIX foram feitos avanços rápidos no campo da mineralogia. Em 1809 Wollaston (ver o seu retrato na Figura 5) inventou goniómetro reflector (ver a Figura 6), que permitia medições altamente precisas e exactas das posições de faces cristais. Onde o goniómetro de contacto tinha fornecido os dados necessários para estudos sobre simetrias de cristais, o goniómetro reflector poderia fornecer medições extensivas e altamente precisas nos cristais de ocorrência natural e artificial. estes dados fizeram da cristalografia uma ciência exacta.
Figura 5. Retrato de William Hyde Wollaston, o inventor do goniómetro reflector. Nasceu a 6 de agosto de 1766 – Londres e morreu a 2 de dezembro de 1828 (imagem de http://pt.wikipedia.org/wiki/William_Hyde_Wollaston)
Figura 6. Figura 6. Goniómetros reflectores inventados por William Hyde Wollaston (imagens de
http://images.google.com.br/images?hl=pt-BR&ie=UTF-8&q=reflecting%20goniometer&sa=N&tab=wi&um=1) )
Entre 1779 e 1848 Berzelius (ver o seu retrato na Figura 7), um químico sueco, e os seus estudantes estudaram a química de minerais e desenvolveram os princípios da nossa classificação actual de minerais.
Referência Bibliográfiaca
