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Propriedades Físicas dos Minerais

Minerais são substâncias sólidas inorgânicas de ocorrência natural que possuem uma composição química definida e uma estrutura cristalina. Eles exibem várias propriedades físicas que podem ser usadas para identificá-los e classificá-los. Algumas das propriedades físicas comuns dos minerais incluem:

  1. Dureza: Dureza refere-se à capacidade de um mineral de resistir a arranhões. A escala de dureza de Mohs, que varia de 1 (o mais macio) a 10 (o mais duro), é comumente usada para medir a dureza dos minerais. Por exemplo, talco tem uma dureza de 1, enquanto diamante, o mineral mais duro, tem uma dureza de 10.
  2. Cor: a cor é uma das propriedades mais perceptíveis dos minerais, mas nem sempre é uma característica confiável para identificação. Alguns minerais podem ter uma cor distinta, enquanto outros podem ocorrer em várias cores devido a impurezas ou outros fatores.
  3. Clivagem e Fratura: A clivagem refere-se à maneira como um mineral se quebra ao longo de superfícies planas, enquanto a fratura se refere à maneira como um mineral se quebra ao longo de superfícies irregulares ou irregulares. A clivagem é frequentemente descrita em termos do número de planos e seus ângulos. Por exemplo, mica tem clivagem basal perfeita, o que significa que se quebra ao longo de um plano para produzir lâminas finas e planas.
  4. Brilho: O brilho refere-se à forma como um mineral reflete a luz. Pode ser descrito como metálico, não metálico ou submetálico. Minerais como ouro e prata exibem um brilho metálico, enquanto minerais como quartzo e feldspato têm um brilho não metálico.
  5. Risca: Listra refere-se à cor do pó de um mineral quando é raspado em uma placa de porcelana não vidrada. Pode ou não ser igual à cor externa do mineral. Por exemplo, hematita, que geralmente é de cor vermelha, deixa uma faixa vermelha, enquanto pirita, que geralmente é de cor amarela ou acobreada, deixa uma faixa preta esverdeada.
  6. Densidade: Densidade é a massa por unidade de volume de um mineral. Pode fornecer informações sobre a composição e estrutura química de um mineral. Diferentes minerais podem ter densidades significativamente diferentes devido a variações em sua composição química.
  7. Forma de cristal: A forma cristalina refere-se à forma externa dos cristais de um mineral. Alguns minerais têm formas cristalinas distintas que podem ajudar na sua identificação. Por exemplo, o quartzo geralmente forma prismas hexagonais com terminações pontiagudas, enquanto halita forma cristais cúbicos.
  8. Magnetismo: Alguns minerais, como magnetita, exibem propriedades magnéticas e são atraídos por ímãs. Esta propriedade pode ser usada como um teste de diagnóstico para identificar certos minerais.
  9. Propriedades ópticas: Alguns minerais apresentam propriedades ópticas, como dupla refração ou fluorescência, que podem ser usadas como testes diagnósticos para identificação.
  10. Transparência e opacidade: A transparência refere-se à capacidade de um mineral transmitir luz, enquanto a opacidade refere-se à incapacidade de um mineral transmitir luz. Os minerais podem ser transparentes, translúcidos ou opacos, e essa propriedade pode fornecer informações valiosas para identificação. Por exemplo, o quartzo costuma ser transparente, enquanto gesso é tipicamente translúcido.
  11. Gravidade específica: A gravidade específica é uma medida da densidade de um mineral em relação à densidade da água. É uma propriedade útil para identificar minerais com densidades semelhantes. A gravidade específica pode ser determinada comparando o peso de um mineral com o peso de um volume igual de água.
  12. Tenacidade: tenacidade refere-se à resistência de um mineral à quebra, flexão ou deformação. Os minerais podem ser quebradiços (quebram facilmente), maleáveis ​​(podem ser achatados ou dobrados sem quebrar), sécteis (podem ser cortados em lascas finas com uma faca), dúcteis (podem ser transformados em fios) ou flexíveis (podem ser dobrados e depois retornar à sua forma original).
  13. Magnetismo: alguns minerais exibem propriedades magnéticas e podem ser atraídos por ímãs. A magnetita é um exemplo comum de um mineral magnético.
  14. Sabor e odor: Alguns minerais têm sabores ou odores distintos que podem ajudar na sua identificação. Por exemplo, halita (sal-gema) tem um sabor salgado característico, enquanto enxofre tem um odor distinto de ovos podres.
  15. Reação ao ácido: Alguns minerais podem reagir com ácidos, produzindo efervescência ou efervescência. Este pode ser um teste útil para identificar minerais como calcite, que reage com ácidos fracos como o ácido clorídrico.
  16. Condutividade elétrica: certos minerais podem conduzir eletricidade, o que pode ser uma propriedade útil para identificação. Por exemplo, grafite, uma forma de carbono, é um excelente condutor de eletricidade.
  17. Propriedades térmicas: Os minerais podem exibir propriedades térmicas, como ponto de fusão, ponto de ebulição e resistência ao calor, que podem ser úteis para identificação ou caracterização.
  18. Radioatividade: Alguns minerais são radioativos e emitem radiação, que pode ser detectada com equipamentos especializados. Uraninita e pechblenda são exemplos de minerais radioativos.
  19. Solubilidade: Solubilidade refere-se à capacidade de um mineral se dissolver em um líquido, como água ou ácido. Alguns minerais, como a halita, são altamente solúveis em água, enquanto outros, como o quartzo, são insolúveis. A solubilidade pode ser uma propriedade útil para identificar minerais e pode ser determinada pela realização de testes de dissolução.
  20. Estrias: estrias são linhas paralelas ou ranhuras na superfície de um mineral, muitas vezes visíveis sob ampliação. Eles podem fornecer pistas importantes para a identificação de minerais como os feldspatos, que geralmente exibem estrias características em suas superfícies de clivagem.
  21. Fosforescência: A fosforescência é a capacidade de um mineral emitir luz após ser exposto à radiação ultravioleta (UV). Alguns minerais, como fluorite, pode exibir fosforescência, que pode ser usada como uma propriedade de diagnóstico para identificação.
  22. Piezoeletricidade: Piezoeletricidade é a capacidade de um mineral gerar uma carga elétrica quando submetido a pressão ou estresse mecânico. Certos minerais, como quartzo e turmalina, exibem propriedades piezoelétricas e podem gerar eletricidade sob pressão.
  23. estrutura de tectossilicato: A estrutura do tectosilicato refere-se ao arranjo de tetraedros de silício-oxigênio em alguns minerais, como quartzo e feldspato. Essa estrutura pode resultar em propriedades físicas únicas, como alta dureza, alto ponto de fusão e falta de clivagem, o que pode ajudar na identificação.
  24. Geminação: A geminação é o fenômeno em que dois ou mais cristais individuais de um mineral são integrados de maneira simétrica. A geminação pode produzir padrões ou formas distintas em minerais e pode ser usada como uma característica de identificação.
  25. Pseudomorfismo: Pseudomorfismo é um fenômeno em que um mineral substitui outro mineral, mantendo a forma ou estrutura do mineral original. Isso pode resultar em propriedades físicas únicas e pode ser usado na identificação.

isotropismo

Isotropismo é uma propriedade exibida por alguns minerais, onde eles mostram as mesmas propriedades físicas em todas as direções. Em outras palavras, os minerais isotrópicos têm propriedades físicas uniformes, independentemente da direção em que são observados. Isso contrasta com os minerais anisotrópicos, que exibem diferentes propriedades físicas dependendo da direção em que são observados.

O isotropismo está relacionado principalmente às propriedades ópticas dos minerais, especificamente seu comportamento ao interagir com a luz. Os minerais isotrópicos têm um único índice de refração, o que significa que a luz viaja através deles na mesma velocidade em todas as direções, e eles não exibem refração dupla. Como resultado, os minerais isotrópicos parecem os mesmos quando vistos de qualquer direção, e suas propriedades ópticas, como cor e transparência, são consistentes independentemente da orientação do espécime mineral.

Exemplos de minerais isotrópicos incluem granada, espinel, e magnetita. Esses minerais possuem uma estrutura cristalina cúbica, o que resulta em comportamento isotrópico. Outros minerais, como quartzo e calcita, são anisotrópicos porque possuem uma estrutura cristalina diferente que os faz exibir diferentes propriedades físicas em diferentes direções.

A propriedade do isotropismo pode ser determinada por meio de vários testes ópticos, como a microscopia de polarização, que envolve o uso de luz polarizada para observar o comportamento dos minerais ao interagir com a luz. O isotropismo é uma característica importante usada na identificação e classificação de minerais, pois pode ajudar a distinguir minerais isotrópicos de minerais anisotrópicos e auxiliar na análise mineralógica.

Anisotrópica

Em um único cristal, as propriedades físicas e mecânicas geralmente diferem com a orientação. Observando nossos modelos de estrutura cristalina, pode-se ver que os átomos devem ser capazes de deslizar uns sobre os outros ou distorcer-se uns em relação aos outros mais facilmente em algumas direções do que em outras. Quando as propriedades de um material variam com diferentes orientações cristalográficas, diz-se que o material é anisotrópico.

Isotrópico

Alternativamente, quando as propriedades de um material são as mesmas em todas as direções, diz-se que o material é isotrópico. Para muitos materiais policristalinos, as orientações dos grãos são aleatórias antes que qualquer trabalho (deformação) do material seja feito. Portanto, mesmo que os grãos individuais sejam anisotrópicos, as diferenças de propriedade tendem a se equilibrar e, em geral, o material é isotrópico. Quando um material é formado, os grãos geralmente são distorcidos e alongados em uma ou mais direções, o que torna o material anisotrópico. A formação de materiais será discutida mais tarde, mas vamos continuar discutindo a estrutura cristalina no nível atômico.

Polimorfismo

Propriedades físicas dos minerais estão diretamente relacionados à sua estrutura atômica, forças de ligação e composição química. Forças de ligação como forças elétricas existem entre os átomos e íons estão relacionadas ao tipo de elementos, e a distância entre eles na estrutura cristalina. Assim, minerais com a mesma composição química podem apresentar estruturas cristalinas diferentes (em função de mudanças em P & T ou ambos). Assim, sendo cristalizados em diferentes sistemas de simetria, eles exibem diferentes propriedades físicas, isso é chamado de polimorfismo. Esses minerais são considerados polimorfos. Podem ser Dimórficos, Trimórficos ou Polimórficos conforme o número de espécies minerais presentes em seu grupo.

Coesão e Elasticidade

Coesão e elasticidade são dois conceitos relacionados que descrevem o comportamento dos materiais em resposta a forças externas.

Coesão: Coesão refere-se à atração interna ou ligação entre as partículas dentro de um material, que as mantém unidas. É a força que permite que os materiais resistam ao serem puxados ou separados. A coesão é responsável pela propriedade “adesiva” ou “grudada” dos materiais. Nos minerais, a coesão é normalmente devida às ligações químicas entre átomos ou íons que compõem a estrutura do mineral. Minerais com forte coesão são mais resistentes à quebra ou desmoronamento.

Elasticidade: Elasticidade refere-se à capacidade de um material se deformar sob uma força aplicada e, em seguida, retornar à sua forma e tamanho originais quando a força for removida. Um material elástico pode sofrer deformações temporárias, como estiramento ou flexão, sem danos permanentes ou alteração em sua estrutura. A elasticidade está relacionada com a resistência e flexibilidade dos materiais. Nos minerais, a elasticidade está tipicamente relacionada ao arranjo e à força das ligações químicas entre átomos ou íons, bem como à estrutura geral e ao arranjo dos grãos minerais.

Os minerais podem exibir uma variedade de comportamentos coesivos e elásticos, dependendo de sua composição química, estrutura cristalina e outros fatores. Alguns minerais podem ter forte coesão e alta elasticidade, tornando-os resistentes à quebra e capazes de deformar sob tensão sem danos permanentes. Outros minerais podem ter coesão fraca e baixa elasticidade, tornando-os mais propensos a fraturas ou deformações. As propriedades coesivas e elásticas dos minerais também podem ser influenciadas por fatores externos, como temperatura, pressão e umidade.

O resultado da coesão e elasticidade em um mineral aparece como

  • decote
  • despedida
  • fratura
  • dureza
  • tenacidade

Decote

Tendência de um mineral cristalino quebrar em certas direções produzindo superfícies planas mais ou menos lisas. Esses planos de menor energia de ligação têm valor mínimo de coesão. Um corpo amorfo, é claro, não tem clivagem. Os planos de clivagem são geralmente // para os planos cristalográficos. Exceções: Cal, Gripe.

1. Bom, distinto, perfeito,
2. Justo, indistinto, imperfeito,
3. Pobre, em traços, difícil.

Estando relacionada à estrutura atômica do mineral, a clivagem pode ocorrer em várias direções e dependendo da força de coesão algumas delas podem ser mais desenvolvidas que as outras. Assim, eles são classificados de acordo com sua distinção e suavidade:

Despedida

Obtido quando o mineral é submetido a uma força externa. O mineral quebra ao longo de planos de fraqueza estrutural. A fraqueza pode resultar de pressão, geminação ou exsolução. Os planos de composição de geminação e planos de deslizamento são geralmente a direção de separação fácil. Parting se assemelha a clivagem. No entanto, ao contrário da clivagem, a separação pode não ser mostrada por todos os indivíduos da espécie mineral. A divisão não é contínua nos cristais.

Fraturar

Se o mineral não contiver planos de fraqueza, ele se romperá em direções aleatórias chamadas de fratura.

  1. Conchoidal: fratura lisa (Qua, vidro)
  2. Fibroso e lascado: fibras pontiagudas (Amianto, Ziguezague),
  3. Desigual ou irregular: superfícies ásperas e irregulares,
  4. Mesmo: superfícies mais ou menos lisas, podem assemelhar-se a decotes,
  5. Rugoso: fraturas irregulares com bordas muito afiadas (Mat).

Dureza

A resistência que uma superfície lisa de um mineral oferece ao risco (H) Esta é uma medida indireta da força de ligação no mineral. A dureza é determinada riscando o mineral com um mineral ou substância de dureza conhecida. A escala relativa de dureza de Moh exibida por alguns minerais comuns foi usada para fornecer um resultado numérico. Esses minerais estão listados abaixo, juntamente com a dureza de alguns objetos comuns. Uma série de 10 minerais comuns foi escolhida pelo mineralogista austríaco F. Mohs em 1824 como uma escala.

Escala de Dureza de Mohs

Talco1
Gesso2
Calcita3
fluorita4
Apatita5
Orthoclase6
quartzo7
Topázio8
Coríndon9
Diamante10

Dureza de outros objetos comuns

Unha da mão2.5
Cobre centavo3
Vidro5.5

Tenacidade

A resistência que um mineral oferece à quebra, esmagamento, dobra, corte, repuxo ou rasgo é a sua tenacidade. É a coesão do mineral.

  • Frágil: Um mineral que se quebra e se transforma em pó facilmente (Sulfetos, Carbonatos, Silicatos e Óxidos)
  • Maleável: Um mineral que pode ser martelado sem quebrar, em folhas finas. São de plástico (metais nativos)
  • Sectile: Um mineral que pode ser cortado com uma faca em lascas finas (metais nativos)
  • Dúctil: Um mineral que pode ser transformado em arame (metais nativos)
  • Flexível: Um mineral que se dobra, mas retém sua forma dobrada. Não retoma sua forma original, deformação permanente (Asb, minerais de argila, Chl, Tal)
  • Elástico: Um mineral que depois de dobrado volta e retoma sua posição original. (Música).

Gravidade específica

Gravidade específica (SG) ou densidade relativa é um número sem unidade que expressa a razão entre o peso de uma substância e o peso de um volume igual de água a 4 graus (max ρ).
Densidade (p) é o peso de uma substância por volume = g/cm3. É diferente
do que SG, e varia de uma localidade para outra (max. em pólos, min. em
equador).

diafenidade

diafenidade é a quantidade de luz transmitida ou absorvida por um sólido. Diafenidade geralmente usada estritamente para espécimes de mão também a maioria dos minerais opacos em espécimes de mão e transparentes em seções finas

Transparente é passar o objeto atrás dele visto claramente também o tamanho da amostra (amostras mais grossas podem ficar translúcidas)

Translúcido é a luz transmitida, mas o objeto não é visto

Opaco a luz é totalmente absorvida

Cor

A cor às vezes é uma propriedade extremamente diagnóstica de um mineral, por
exemplo olivina e epídoto são quase sempre de cor verde. Mas, para alguns
minerais não é de todo diagnóstico porque os minerais podem assumir uma variedade de
cores. Esses minerais são chamados de alocromáticos.

Por exemplo, o quartzo pode ser transparente, branco, preto, rosa, azul ou roxo.

Risca

Streak é a cor do mineral em forma de pó. O traço mostra a verdadeira cor do mineral. Na forma sólida grande, os oligoelementos podem alterar a aparência da cor de um mineral refletindo a luz de uma certa maneira. Os oligoelementos têm pouca influência na reflexão das pequenas partículas pulverulentas do traço.

A faixa de minerais metálicos tende a parecer escura porque as pequenas partículas da faixa absorvem a luz que as atinge. As partículas não metálicas tendem a refletir a maior parte da luz, de modo que parecem mais claras ou quase brancas.

Brilho

Brilho é um termo usado para descrever a maneira como a luz interage com a superfície de um mineral e como ela aparece em termos de brilho ou luminosidade. É uma das propriedades físicas básicas dos minerais e pode fornecer pistas importantes para a identificação de minerais. O brilho pode ser observado examinando a luz refletida da superfície de um espécime mineral sob iluminação normal ou usando uma fonte de luz, como uma lanterna, para iluminar o mineral.

Existem vários termos comuns usados ​​para descrever o brilho dos minerais:

  1. Metálico: Minerais com brilho metálico têm a aparência de metal polido, como o brilho de uma superfície de aço fresco. Exemplos de minerais com brilho metálico incluem galena, pirita e magnetita.
  2. submetálico: Minerais com brilho submetálico têm uma aparência um pouco menos reflexiva e opaca em comparação com minerais metálicos. Eles podem ter um brilho metálico um tanto metálico ou opaco. Exemplos incluem hematita e calcopirita.
  3. Não metálico: Minerais com brilho não metálico não têm a aparência refletiva e brilhante dos minerais metálicos. Em vez disso, eles podem ter uma aparência vítrea, vítrea, perolada, sedosa, oleosa ou terrosa.
  • Vítreo/vítreo: Minerais com brilho vítreo ou vítreo têm uma aparência brilhante semelhante ao vidro, semelhante ao brilho do vidro quebrado. Exemplos incluem quartzo e feldspato.
  • Perolado: Minerais com brilho perolado têm brilho refletivo e iridescente, lembrando o brilho de um pérola ou o interior de uma concha. Exemplos incluem moscovita e talco.
  • Sedoso: Minerais com brilho sedoso têm aparência fibrosa ou semelhante a um fio, com brilho semelhante às fibras da seda. Exemplos incluem amianto e gesso.
  • Gorduroso: Minerais com brilho oleoso têm aparência opaca e oleosa e podem parecer úmidos ou oleosos. Exemplos incluem nefelina e serpentina.
  • terroso: Minerais com brilho terroso têm aparência opaca e pulverulenta, semelhante à textura do solo ou da argila. Exemplos incluem caulinita e limonita.

O brilho pode ser uma propriedade útil para identificar minerais, pois fornece informações sobre como a luz interage com a superfície do mineral. No entanto, é importante observar que o brilho às vezes pode ser subjetivo e pode variar dependendo das condições de iluminação e da qualidade do espécime mineral observado. É frequentemente usado em conjunto com outras propriedades físicas para identificar com precisão os minerais.

Forma de Cristal e Hábito

A forma e o hábito do cristal são dois conceitos relacionados que descrevem a aparência externa ou a forma dos cristais minerais. São características importantes usadas na identificação de minerais e podem fornecer informações valiosas sobre a estrutura interna e as condições de crescimento dos minerais.

Forma do Cristal: A forma do cristal refere-se à forma geométrica de um cristal mineral, que é determinada pelo arranjo dos átomos ou íons na rede cristalina. A forma do cristal é resultado da estrutura interna do mineral e das condições sob as quais ele se formou, incluindo temperatura, pressão e espaço disponível para o crescimento do cristal. Os cristais podem exibir uma grande variedade de formas, desde formas geométricas simples, como cubos, prismas e pirâmides, até formas mais complexas e irregulares.

Hábito: Hábito refere-se à forma geral característica ou aparência externa de um grupo de cristais ou um agregado de minerais. O hábito pode variar dependendo das condições de crescimento e ambiente em que os cristais se formaram. Hábitos minerais comuns incluem:

  • Tabular: Cristais planos e lamelares, com formato retangular ou tabular. Exemplos incluem mica e barita.
  • Prismático: Cristais longos e finos, com forma de prisma. Exemplos incluem quartzo e turmalina.
  • Lâmina: cristais que são finos e em forma de lâmina, lembrando a lâmina de uma faca. Exemplos incluem gesso e kyanite.
  • acicular: cristais que são finos e em forma de agulha. Exemplos incluem rutilo e actinolita.
  • dendrítico: Cristais que exibem um padrão de ramificação semelhante a uma árvore ou samambaia. Exemplos incluem quartzo dendrítico e manganês minerais de óxido.
  • Granular: Cristais que formam agregados ou massas de minúsculos grãos ou cristais sem forma distinta. Exemplos incluem calcedônia e obsidiana.
  • Botrioidal: Cristais que formam formas arredondadas, globulares ou semelhantes a uvas. Exemplos incluem hematita e smithsonite.
  • Cúbico: Cristais que exibem uma forma cúbica com bordas retas e ângulos retos, como halita e pirita.
  • Octaédrico: Cristais que apresentam formato octaédrico com oito faces e seis vértices, como a fluorita e a magnetita.

A forma cristalina e o hábito de um mineral podem fornecer informações importantes sobre sua cristalografia, simetria e condições de crescimento, o que pode auxiliar na identificação mineral e na compreensão de suas propriedades. No entanto, é importante observar que a forma e o hábito do cristal podem variar, e alguns minerais podem exibir vários hábitos ou formas, dependendo das condições específicas em que se formaram. Portanto, muitas vezes é necessário considerar outras propriedades físicas e químicas em conjunto com a forma e o hábito do cristal para uma identificação mineral precisa.

Magnetismo

O magnetismo é uma propriedade física exibida por certos minerais que podem atrair ou repelir outros materiais magnéticos, como ferro ou aço. É causada pelo alinhamento dos dipolos magnéticos dentro do mineral, que são minúsculos ímãs atômicos ou moleculares que possuem pólos norte e sul.

Existem dois tipos principais de magnetismo que os minerais podem exibir:

  1. Ferromagnetismo: Minerais ferromagnéticos são fortemente atraídos por ímãs e podem reter suas propriedades magnéticas mesmo após a remoção do campo magnético externo. Eles também podem magnetizar outros materiais. Exemplos de minerais ferromagnéticos incluem magnetita (Fe3O4) e pirrotita (Fe1-xS).
  2. Paramagnetismo: Minerais paramagnéticos são fracamente atraídos por ímãs e perdem suas propriedades magnéticas quando o campo magnético externo é removido. Exemplos de minerais paramagnéticos incluem hematita (Fe2O3), cromita (FeCr2O4), e ilmenita (FeTiO3).

Além do ferromagnetismo e do paramagnetismo, existem outros tipos de magnetismo, como o antiferromagnetismo, em que os dipolos magnéticos vizinhos se alinham em direções opostas, e o diamagnetismo, em que os minerais são fracamente repelidos por ímãs. No entanto, esses tipos de magnetismo são menos comuns em minerais e geralmente têm efeitos magnéticos mais fracos.

O magnetismo pode ser usado como uma propriedade diagnóstica na identificação de certos minerais, pois nem todos os minerais são magnéticos. Por exemplo, se um mineral é fortemente atraído por um imã e retém seu magnetismo mesmo depois que o imã é removido, isso pode indicar a presença de magnetita. Por outro lado, se um mineral é atraído apenas fracamente por um ímã e perde seu magnetismo quando o ímã é removido, isso pode indicar propriedades paramagnéticas ou diamagnéticas.

É importante observar que a presença ou ausência de magnetismo por si só nem sempre é suficiente para a identificação do mineral, pois outros fatores como cor, dureza, estrias e outras propriedades físicas e químicas também devem ser considerados. O magnetismo é apenas uma das muitas propriedades que podem ser usadas como ferramenta na identificação e caracterização de minerais.

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