Conceito e propriedades dos minerais

CONCEITO E PROPRIEDADES DOS MINERAIS

A história da utilização dos minerais resulta da observação dos achados arqueológicos. O homem pré-histórico, para cobrir as suas necessidades, fez uso do sílex e outras variedades de quartzo. Nas sociedades neolíticas, o homem usou gemas (minerais utilizados em joalharia e ourivesaria) como moeda de troca. Quando descobriu os metais (ouro, cobre, estanho, ferro) passou a fazer uso deles. O conhecimento dos metais e a sua utilização caracterizou alguns períodos da antiguidade, como a Idade do bronze ou a Idade do ferro. Atualmente, o homem faz uso direto ou indireto de quase todos os minerais conhecidos, mais de 3.000 espécies minerais.

Definição

Mineralogia é a ciência que estuda os minerais, o que são, como são formados e onde ocorrem.

Mineral são substâncias formadoras das rochas, solos e sedimentos. A definição mais atual para mineral é a seguinte: sólido, homogêneo, natural, com uma composição química definida (mas geralmente não fixa) e um arranjo atômico altamente ordenado geralmente formado por processos inorgânicos (Klein & Hurlbut, 1999).

Já o termo minério é utilizado apenas quando o mineral ou a rocha apresentar uma importância econômica.

Os minerais são sólidos formados por processos não orgânicos. A maior parte dos minerais possui uma estrutura ordenada de átomos (estrutura cristalina) e uma composição química particular correspondente a um conjunto definido de características.

Atualmente, são conhecidos mais de 3000 espécies de minerais, apenas algumas delas (silicatos) compõem a maior parte da crosta terrestre. Outras embora, mais raras, devem ser reconhecidas por sua utilidade, importância econômica, etc. As demais, constituem em geral objeto de interesse de especialistas. Os silicatos mais comuns e importantes ocorrem associados formando rochas, e seu número não ultrapassa 20 espécies.

Na grande maioria das vezes, uma rocha é formada por uma a três ou quatro espécies diferentes de minerais.

A constituição mineralógica em volume de crosta continental, obedece a seguinte hierarquia: SILICATOS (97%) representados pelos feldspatos (58%), piroxênio/anfibólios (13%), quartzo (11%), mica/clorita/argilominerais (10%), olivina (3%) e epidoto/aluminio-silicatos/granadas/zeólitas (2%) e os CARBONATOS, ÓXIDOS, SULFETOS e HALÓIDES (3%).

O termo mineral pode ter vários significados consoante a formação da pessoa que o utiliza. De fato os minerais são substâncias por vezes muito comuns. As areias e outros solos são dois exemplos comuns de substâncias compostas essencialmente por minerais. Um mineral é qualquer substância sólida inorgânica. Cada mineral tem uma estrutura química definida que lhe confere um conjunto único de propriedades físicas.

Sendo assim, todos os minerais devem obedecer a alguns princípios:

• Ocorrer naturalmente – os minerais devem ser encontrados em estado natural; ou seja, não são considerados minerais aqueles cristais sintéticos produzidos em laboratórios;

• Ser resultante de processos inorgânicos – as substâncias formadas por processos orgânicos não são consideradas minerais. Dessa forma, os esqueletos calcíticos, aragoníticos e quartzosos dos animais não são considerados minerais, embora sejam idênticos aos inorgânicos. O material que constitui as conchas dos moluscos, por exemplo, deve ser qualificado como calcita biogênica, para fazer distinção ao mineral calcita inorgânico;

• Ter composição química definida – todo mineral apresenta-se sempre com a mesma composição química; assim, o mineral ouro é sempre composto por Au; e a hematita é sempre composta por Fe2O3, como exemplos;

• Possuir uma estrutura cristalina tridimensional ordenada – os minerais, salvo as exceções já referidas, apresentam-se no estado cristalino, onde os átomos ou grupamentos de átomos que os compõem, dispõem-se sempre em sistemas tridimensionais fixos e constantes;

• Ser homogêneo quanto às suas propriedades – cada mineral possui um elenco de propriedades físicas, químicas ou ópticas, inerentes à sua composição e estrutura cristalina tridimensional, o que o difere dos demais.

Propriedades dos minerais

Cada espécie mineral é caracterizada por suas propriedades físicas, químicas e consequentemente morfológicas. O exame macroscópico cuidadoso de amostras manuais, permite a caracterização de algumas dessas propriedades e, através delas, a identificação da espécie mineral. Como os minerais nas rochas aparecem em grãos de tamanho reduzido e estão agregados, algumas das propriedades observadas em indivíduos isolados, só são observadas com grande dificuldade ou não são passíveis de observação.

Propriedades químicas

As propriedades químicas dos minerais estão estreitamente relacionadas com a sua composição química, com a natureza dos átomos e ions que os constituem. A maioria das espécies minerais é constituída por dois ou mais elementos que se combinam entre si, de acordo com as suas afinidades químicas.

Os minerais constituídos apenas por um elemento químico – elementos nativos – são raros. Estão neste caso o ouro, a prata, o diamante, o enxofre e o cobre.

Os minerais podem ser agrupados com base na composição química. O grupo mais abundante é o dos silicatos (por exemplo: quartzo - SiO2). Os principais grupos não silicatos são: elementos nativos (ouro - Au), sulfetos (pirita - FeS2), óxidos (magnetita - Fe3O4), halóides (fluorita - CaF2), carbonatos (calcita - CaCO3), sulfatos (barita - BaSO4) e fosfatos (apatita - Ca5(PO4)3(F, Cl, OH)).

Classificação de Danna e Hurlbut quanto a composição química (1960).

Propriedades físicas

Estas são as propriedades mais divulgadas na identificação dos minerais, já que alguns ensaios químicos implicam custos muito elevados. Algumas das propriedades mais utilizadas na identificação direta dos minerais são as seguintes: