Mineral
Mineral é um corpo natural sólido e cristalino, de estrutura atômica ordenada periódica e uma composição química definida, formado em resultado da interação de processos físico-químicos em ambientes geológicos. Cada mineral é classificado e denominado não apenas com base na sua composição química, mas também na estrutura cristalina dos materiais que o compõem. Em resultado dessa distinção, materiais com a mesma composição química podem constituir minerais totalmente distintos em resultado de meras diferenças estruturais na forma como os seus átomos ou moléculas se arranjam especialmente. Até 8 de agosto de 2020 havia 5617 minerais sendo 208 produzidos por atividades humanas, onde 29 são minerais carboníferos.
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Um dos pilares fundamentais do estudo dos minerais, e um dos elementos determinantes na sua classificação, é a determinação da sua estrutura cristalina (ou ausência dela), já que esse factor determina, a par com a composição química, a generalidade das propriedades do material e fornece indicações claras sobre os processos e ambientes geológicos que estiveram na sua origem, bem como o tipo de rochas de que poderá fazer parte. Neste contexto, estrutura cristalina significa o arranjo espacial de longo alcance em que se encontram os átomos ou moléculas no mineral. Na natureza existem 14 arranjos básicos tridimensionais de partículas (neste caso átomos ou moléculas, entenda-se), designados por redes de Bravais, agrupados em 7 sistemas de cristalização distintos, que permitem descrever todos os cristais até agora encontrados (as excepções conhecidas são os quase cristais de Shechtman, os quais, contudo, não são verdadeiros cristais por não possuírem uma malha com repetição espacial uniforme).
Embora na linguagem comum por vezes os termos mineral e rocha sejam utilizados de forma quase sinônima, é importante manter uma distinção clara entre ambos. É preciso não perder de vista que um mineral é um composto químico com uma determinada composição química e uma estrutura cristalina definida, como atrás foi apontado. Se é verdade que existem rochas compostas por um único mineral, na generalidade dos casos, uma rocha é uma mistura complexa de um ou diversos minerais, em proporções variadas, incluindo frequentemente fracções, que podem ser significativas ou mesmo dominantes, de material vítreo, isto é, não cristalino. Os minerais específicos em uma rocha, ou seja aqueles que determinam a classificação desta, variam muito. Alguns minerais, como o quartzo, a mica ou o talco apresentam uma vasta distribuição geográfica e petrológica, enquanto outros ocorrem de forma muito restrita. em uma dos mais de 4000 minerais reconhecidos são tão raros que foram encontrados somente num punhado das amostras, e muitos são conhecidos somente por alguns pequenos cristais. Pondere-se a diferença de abundância entre o quartzo e o diamante, sendo certo que este último é um dos minerais mais raros.
As propriedades físicas dos minerais resultam da sua composição química e das suas características estruturais. As propriedades físicas mais óbvias e mais facilmente comparáveis são as mais utilizadas na identificação de um mineral. Na maioria das vezes, essas propriedades, e a utilização de tabelas adequadas, são suficientes para uma correta identificação. Quando tal não é possível, ou quando um elevado grau de ambiguidade persiste, como no caso de muitos isomorfos similares, a identificação é realizada a partir da análise química, de estudos de óptica ao microscópio petrográfico ou por difracção de raios X ou de neutrões. São as seguintes as propriedades físicas macroscópicas, isto é observáveis sem necessidade de equipamento sofisticado (por vezes designadas, por essa razão, por propriedades de campo). É a medição direta da densidade mássica, medida pela relação direta entre a massa e o volume do mineral. Os minerais de brilho metálico apresentam densidades próximas da da pirite (5,0), enquanto que os minerais de brilho não metálico apresentam densidades próximas da do quartzo ou calcite (2,6/2,7). Qualquer mineral com uma densidade superior a 7 já é considerado muito denso, como é o caso do ouro.
Cor
A cor é uma característica valiosa para pedras preciosas mas para os minerais não é considerada uma propriedade diagnóstica. Pode variar devido a impurezas existentes em minerais como o quartzo, o corindo, a fluorite, a calcite e a turmalina, entre outros. Em outros casos, a superfície do mineral pode estar alterada, não mostrando sua verdadeira cor. A origem da cor nos minerais está principalmente ligada à presença de íons metálicos, fenômenos de transferência de carga, efeitos da radiação ionizante ou mesmo por sua própria composição química . Eis alguns exemplos:
Brilho
O brilho é a característica dos minerais quando são observados à luz, nas superfícies frescas de fractura do mineral (ou as faces dos seus cristais ou as superfícies de clivagem). O brilho é avaliado à vista desarmada e descrito em termos comparativos utilizando um conjunto de termos padronizados. Os brilhos são em geral agrupados em: metálico e não metálico ou vulgar. Diz-se que o brilho é não metálico, ou vulgar, quando não é semelhante aos dos metais, sendo característico dos minerais transparentes ou translúcidos. Dentro das grandes classes atrás apontadas, o brilho de um mineral pode ser descrito como:
Traço (ou risca)
O traço é a cor de um mineral quando reduzido a pó. É uma propriedade extremamente disgnóstica para um mineral. O traço de um mineral é obtido de diversas formas mas usualmente é utilizado uma placa de porcelana, onde o mineral é riscado e se ele tiver sua dureza menos que 6,5 ele deixará uma fina linha de pó com uma cor diagnóstica. A clorite, a gipsita (gesso) e o talco deixam um traço branco, enquanto o zircão, a granada e a estaurolita deixam, comummente, um traço castanho avermelhado. O traço de um mineral fornece uma importante característica para sua identificação, já que permite diferenciar materiais com cores e brilhos similares.
Clivagem
É a forma como muitos minerais se quebram seguindo planos relacionados com a estrutura molecular interna, paralelos às possíveis faces do cristal que formariam. A clivagem é descrita em cinco modalidades: desde pobre, como na bornita; moderada; boa; perfeita; e proeminente, como nas micas. Os tipos de clivagem são descritos pelo número e direção dos planos de clivagem.
Fratura
Refere-se à maneira pela qual um mineral se parte, exceto quando ela é controlada pelas propriedades de clivagem e partição. O estilo de fraturação é um elemento importante na identificação do mineral. Alguns minerais apresentam estilos de fraturação muito característicos, determinantes na sua identificação. Minerais com fratura concoide, por exemplo, são: quartzo, zircão, ilmenita, calcedônia, opala, apatita.
Dureza
Expressa a resistência de um mineral à abrasão ou ao risco. Ela reflete a força de ligação dos átomos, iões ou moléculas que formam a estrutura. A escala de dureza mais frequentemente utilizada, apesar da variação da dureza nela não ser gradativa ou proporcional, é a escala de Mohs, que consta dos seguintes minerais de referência (ordenados por dureza crescente):
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Os minerais podem ser classificados de acordo com sua composição química e são listados abaixo na ordem aproximada de abundância na crosta terrestre. O grupo dos fosfatos inclui todos os minerais com uma unidade tetraédrica de AO4 onde A pode ser fósforo, antimónio, arsénio ou vanádio. O fosfato mais comum é a apatite, a qual constitui um importante mineralóide, encontrado nos dentes e nos ossos de muitos animais. Esta classe inclui os minerais de fosfatos, vanadatos, arseniatos e antimonatos. O grupo dos elementos nativos inclui os metais e amálgamas intermetálicas (como as de ouro, prata e cobre), semi-metais e não-metais (antimónio, bismuto, grafite e enxofre). Este grupo inclui também ligas naturais, como o electro (uma liga natural de ouro e prata), fosfinos (hidretos de fósforo), nitritos e carbetos (que geralmente são só encontrados em alguns raros meteoritos).
Silicatos
O grupo dos silicatos é o maior grupo de minerais, sendo compostos principalmente por silício e oxigênio, com a adição de cátionscomo o magnésio, o ferro e o cálcio. Alguns dos mais importantes silicatos constituintes de rochas comuns são o feldspato, o quartzo, as olivinas, as piroxenas, as granadas e as micas.
Carbonatos
O grupo dos carbonatos é composto de minerais contendo o ânion (CO3)2- e inclui a calcite e a aragonita (carbonatos de cálcio), a dolomita (carbonato de magnésio e cálcio) e a siderita (carbonato de ferro). Os carbonatos são geralmente depositados em ambientes marinhos pouco profundos, com águas límpidas e quentes, como por exemplo em mares tropicais e subtropicais. Os carbonatos encontram-se também em rochas formadas por evaporação de águas pouco profundas (os evaporitos, como por exemplo os existentes no Great Salt Lake, Utah) e em ambientes de karst, isto é regiões onde a dissolução e a precipitação dos carbonatos conduziu à formação de cavernas com estalactites e estalagmites. A classe dos carbonatos inclui ainda os minerais de boratos e nitratos.
Sulfatos
Todos os sulfatos contém o anião sulfato na forma SO4. Os sulfatos formam-se geralmente em ambientes evaporíticos, onde águas de alta salinidade são lentamente evaporadas, permitindo a formação de sulfatos e de halóides na interface entre a água e o sedimento. Também ocorrem em sistemas de veios hidrotermais sob a forma de minerais constituintes da ganga associada a minérios de sulfetos. Os sulfatos mais comuns são a anidrita (sulfato de cálcio), a celestita (sulfato de estrôncio) e o gesso (sulfato hidratado de cálcio). Nesta classe incluem-se também os minerais de cromatos, molibdatos, selenatos, sulfetos, teluratos e tungstatos.
Halóides
O grupo dos halóides é constituído pelos minerais que formam os sais naturais, incluindo a fluorite, a halite (sal comum) e o sal amoníaco (cloreto de amónia). Os halóides, como os sulfatos, são encontrados geralmente em ambientes evaporíticos, tais como lagos do tipo playa e mares fechados (por exemplo nas margens do Mar Morto). Inclui os minerais de fluoretos, cloretos e iodetos.
Óxidos
Os óxidos constituem um dos grupos mais importantes de minerais por formarem minérios dos quais podem ser extraídos metais. Ocorrem geralmente como precipitados em depósitos próximo da superfície, como produtos de oxidação de outros minerais situados na zona de alteração cerca da superfície ou ainda como minerais acessórios das rochas ígneas da crusta e do manto. Os óxidos mais comuns incluem a hematite (óxido de ferro), a espinela (óxido de alumínio e magnésio, um componente comum do manto) e o gelo (de água, ou seja óxido de hidrogênio). São também incluídos nesta classe os minerais de hidróxidos.
Sulfetos
Muitos sulfetos são também economicamente importantes como minérios metálicos, incluindo-se entre os mais comuns a calcopirita (sulfeto de cobre e ferro) e a galena (sulfeto de chumbo). A classe dos sulfetos também inclui os minerais de selenetos, teluretos, arsenietos, antimonetos, os bismutinetos e ainda os sulfossais.
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Designam-se por minerais dietéticos os compostos inorgânicos necessários à vida, incluindo aqueles que devem fazer parte da boa nutrição humana. Entre estes minerais inclui-se o sal de cozinha e compostos contendo nutrientes e oligoelementos como o potássio, o cálcio, o ferro, o zinco, o magnésio e o cobre. Os minerais dietéticos podem ser constituintes naturais do alimento ou propositadamente adicionados, na forma elementar ou mineral, ao alimento, como o acontece com suplementos à base de carbonato de cálcio ou de sais ferrosos. Alguns destes aditivos provêm de fontes naturais, como os depósitos de conchas, para o carbonato de cálcio. Em alternativa, os minerais podem ser adicionados à dieta em separado dos alimentos, sob a forma de suplementos. Entre os animais, e também de forma inadvertida, entre os humanos, uma fracção importante de minerais dietéticos é ingerida acidentalmente por ingestão de poeiras. Entre os herbívoros é importante a pica, ou geofagia, isto é a ingestão acidental de poeiras e materiais do solo em conjunto com a dieta normal. A geofagia humana também é corrente em algumas sociedades rurais e como distúrbio alimentar, particularmente entre crianças.
