Os Minerais

3° Slide – Os minerais são substâncias sólidas e naturais de composição química, das quais pode participar um ou mais elementos. Condições para ser um mineral: Sólido, Inorgânico, Natural, Estrutura Interna Organizada, Composição química bem definida. Diamantes sintéticos, água, ossos, aço, petróleo não são minerais. Mineralóide: não possui estrutura cristalina organizada.

4° Slide – Os minerais são compostos por átomos de um ou mais elementos. Contudo, antes de analisarmos como se ligam os átomos entre si nos minerais, temos que recordar o que é um átomo. Um átomo é composto por um núcleo que é constituído por prótons carregados positivamente e nêutrons eletricamente neutros. O núcleo é rodeado por uma nuvem de elétrons carregados negativamente. O número de prótons presentes no núcleo de um átomo estabelece a que elemento irá pertencer esse átomo. A carga positiva do próton é semelhante em termos de grandeza à carga negativa de um elétron. Logo, para um átomo eletronegativamente neutro, o número de prótons do núcleo é igual ao número de elétrons presentes na nuvem de elétrons que envolvem o núcleo.

Próton (azul) Nêutron (vermelho)

5° Slide – Os cientistas Lewis e Kossel lançaram então a hipótese: os átomos, ao se unirem, procuram perder, ganhar ou compartilhar elétrons na última camada até atingirem a configuração eletrônica de um gás nobre, ou regra do octeto.

6° Slide – Ligações químicas são as forças de maior atração que unem átomos. Ligação Iônica: Efeito de atração eletrostática entre íons com cargas opostas. Ligação Covalente: Ocorre pelo compartilhamento de um ou mais elétrons da camada de valência.

7° Slide – Ligações Metálicas: Compartilhamento de elétrons livres (não ligados a um átomo), formando “nuvens de elétrons”. Ligação de Van der Waals: União de moléculas e unidades estruturais praticamente neutras, ou seja, com pequenas camadas residuais.

8° Slide – figura mostra a estrutura interna do diamante. O diamante é composto unicamente por átomos de carbono. Cada átomo de carbono forma ligações covalentes com outros quatro átomos de carbono. A ligação covalente entre os átomos de carbono no diamante são muito fortes. O diamante é o mineral mais duro presente na natureza.

9° Slide – A figura mostra a estrutura da halita (NaCl). Os íons de Na⁺ e Cl⁻ encontram-se ligados, formando uma estrutura cúbica. Note que cada íon de Na⁺ (em azul) é rodeado de 6 íons de Cl⁻ (em verde). Do mesmo modo, cada íon de Cl⁻ é rodeado por 6 íons de Na⁺. A estrutura do mineral é constituída por íons positivos que se alternam com íons negativos. A força de atração que atua entre as partículas com carga positiva e negativa forma ligações entre as partículas. Esse tipo de ligação denomina-se ligação iônica.

10° Slide – As ligações metálicas são comuns nos metais. Os átomos dos elementos metálicos têm uma forte tendência para perder elétrons da camada mais externa. Os elétrons livres e móveis são partilhados entre todos os íons da estrutura. Os minerais com ligações metálicas são bons condutores elétricos e possuem um brilho metálico característico. A pirita é composta por átomos de ferro e de enxofre, que estão ligados entre si por ligações metálicas.

11° Slide – Podemos citar a grafita como um exemplo de mineral que em sua estrutura tem presente ligações de Van der Waals. As ligações de Van der Waals são ligações fracas que atuam entre partes eletricamente neutras de um mineral. Os minerais com ligações de Van der Waals são caracteristicamente macios. A grafita é composta por átomos de carbono que estão ligados entre si por ligações covalentes fortes em estruturas planares, formando folhas muito finas. Contudo, as folhas individuais ligam-se entre si por ligações fracas de Van der Waals. Logo, a grafita é um mineral muito macio.

12° Slide - Um mineral é composto por um arranjo ordenado de átomos quimicamente ligados entre si para formar uma estrutura cristalina particular. Essas estruturas podem ter diversos formatos geométricos, sendo que estes arranjos são muito importantes nas propriedades dos minerais. Podemos citar o exemplo da grafita e do diamante, ambos são formatos por átomos de carbono, porém eles têm propriedades totalmente diferentes, como por exemplo, o diamante é o mineral mais duro que existe no planeta terra, enquanto o grafite é macio.

Alguns tipos de arranjos são no formato de: Cubo, Octaedro, Tetraedro.

13° Slide – A estrutura interna do mineral define como será a forma externa do mineral. Em um cristal de halita, os íons de Na⁺ e de Cl⁻ organizam-se numa estrutura cúbica. Os cristais cúbicos de halita da fotografia tem certa de 1-2 mm de tamanho. Cada cristal contém milhões de íons de Na⁺ e de Cl⁻, que estão empacotados como mostra a figura da esquerda.

14° Slide – Outros minerais com estrutura interna cúbica são a pirita (FeS₂) e a galena (PbS).

15° Slide – Os minerais que possuem a mesma composição química, mas estruturas cristalinas diferentes denominam-se polimorfos. A grafita e o diamante são polimorfos (ambos os minerais são constituídos por átomos de carbono). No diamante, os átomos de carbono estão ligados entre si por ligações covalentes fortes numa rede tridimensional. Por causa disso, o diamante é o mineral mais duro que se conhece na natureza. Na grafita, os átomos de carbono estão ligados entre si por ligações covalentes fortes formando camadas.