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Minerais Silicosos


  Bioquímica

A abundância de minerais silicosos em certas regiões da Europa determinou, segundo hipóteses de numerosos historiadores, o desenvolvimento dos instrumentos de pedra e de alguns modelos de sociedade primitiva claramente diferenciados das culturas orientais.
Denominam-se minerais silicosos, ou silicatos, as diferentes variedades naturais em que se apresenta o composto químico dióxido de silício (SiO2), comumente conhecido como sílica. Compõem cerca de 95% da crosta terrestre e do manto superior, como principais constituintes das rochas ígneas, sedimentares e metamórficas. Entre cerca de 600 silicatos conhecidos -- dos quais o mais abundante e representativo é o quartzo --, somente os feldspatos, anfibólios, piroxênios, micas, olivinas, feldspatóides e zeólitas são significativos na formação de rochas.
Os silicatos também estão amplamente distribuídos por grande parte do sistema solar. Detectou-se na superfície de Mercúrio, Vênus e Marte a ocorrência de minerais silicosos, os quais, sabe-se, são importantes constituintes de rochas lunares, de meteoritos e da maioria dos asteróides.


Propriedades físicas e químicas. Em estado puro, os minerais silicosos são, na maioria, incolores, transparentes e apresentam brilho vítreo. Isolantes de eletricidade e de comportamento diamagnético, isto é, inerte às perturbações magnéticas, todos são duros e resistentes e se quebram com fraturas lisas ao serem submetidos a forças e pressões.
Apesar de sua aparência exterior, as variedades de silicatos têm uma coesão interna que se manifesta em diferentes sistemas de cristalização. O quartzo e as micas, por exemplo, cristalizam-se no sistema hexagonal, enquanto os piroxênios e anfibólios podem cristalizar-se nos sistemas ortorrômbico ou monoclínico. Os feldspatos podem cristalizar-se no sistema monoclínico, mas também no triclínico, e a granada exemplifica a cristalização no sistema cúbico. Os minerais cristalinos, como o quartzo e a cristobalita, caracterizam-se pela acentuada simetria interna, mas há ainda variedades criptocristalinas, como a calcedônia e o sílex, e amorfas, como a opala.
O índice de refração, medida da capacidade desses minerais para desviar os raios de luz que os atravessam, aumenta de forma aproximadamente linear com a gravidade específica, magnitude física relacionada com a densidade. Em geral, a gravidade específica diminui para as rochas de coloração clara e, assim, os silicatos claros apresentam valores inferiores aos de tom mais escuro a que se associam na natureza.
Os minerais silicosos são solúveis nos ácidos fortes, exceto no fluorídrico. Os tipos menos densos dissolvem-se lentamente nos ácidos frios e com grande rapidez ao aumentar-se a temperatura. Esses minerais são altamente solúveis em álcalis fortes, sobretudo em soluções quentes e concentradas, assim como em alguns sais de caráter básico, como o fluoreto de amônia. É a reação química da sílica com certos sais e hidróxidos que produz os silicatos, parte substancial das camadas superficiais da Terra.


Classificação dos silicatos. A unidade estrutural básica de todos os minerais silicosos é o tetraedro de silício (SiO4), no qual um átomo de silício é cercado e ligado a quatro átomos de oxigênio, cada um deles num vértice de um tetraedro regular. Os tetraedros podem se organizar em diversas estruturas, que formam a base para a classificação dos silicatos em grupos.
Os sorossilicatos, que incluem a hemimorfita, a clinozoisita e o idocrásio, caracterizam-se pela presença de grupos de tetraedros duplos em que o átomo de oxigênio é partilhado por dois tetraedros. Os inossilicatos apresentam cadeias simples de tetraedros, os quais partilham dois átomos de oxigênio. Enstatita, hiperstênio e diopsídio são alguns representantes dos inossilicatos na família dos piroxênios. Da família dos anfibólios são exemplos os inossilicatos antofilita, tremolita e actinolita.
Os tetraedros se apresentam em folhas nos filossilicatos, como caulinita, talco, moscovita e biotita, entre outros, e em estruturas tridimensionais nos tectossilicatos como quartzo, microclínio, albita, anortita, heulandita e leucita. Nos ciclossilicatos, os tetraedros se apresentam em anéis, como no berilo, na turmalina e na cordierita.
A caracterização das ligações entre os tetraedros foi possível somente a partir do século XX, quando se pôde determinar detalhes da estrutura cristalina com base na difração dos raios X. Antes disso, a classificação dos silicatos se baseava em semelhanças químicas e físicas, muitas vezes ambíguas. Além da ligação entre os tetraedros, pode-se caracterizar um grupo de silicatos também pelo tipo e pela localização de outros átomos da estrutura.


Variedades de minerais de sílica. Há muitas variedades de minerais de sílica pura, ou seja, que contêm predominantemente sílica e oxigênio. O tipo mais comum na natureza é o quartzo, estritamente denominado quartzo alfa, que se encontra em profusão nos escudos continentais.
As variedades criptocristalinas da sílica, com disposição interna em microcristais, são calcedônia, jasper e sílex, ou pederneira. A calcedônia tem diferentes cores, principalmente vermelha, parda e verde, e uma de suas modalidades, a ágata, é apreciada em joalheria. O jaspe é opaco, de diversos tons que formam listas, e o sílex, de aparência translúcida, protagonizou uma importante etapa do desenvolvimento da humanidade pré-histórica não só por sua abundância, mas também pela dureza e a capacidade de fragmentar-se em lascas pontiagudas.
A tridimita, que pertence ao sistema hexagonal e rômbico, se forma a temperaturas superiores a 870°C. De densidade inferior ao quartzo, e conseqüentemente maior volume, está presente especialmente em rochas vulcânicas. A cristobalita, mineral do qual existem duas variedades principais, cristaliza no sistema tetragonal e é obtida a partir do aquecimento do quartzo, sem necessidade de se tomar precauções excepcionais e na ausência de solventes.
A opala, da qual existem variedades comuns e de joalheria, é um silicato amorfo, disseminado em veios e camadas. É de cor branca, negra ou, mais raramente, incolor, com freqüentes impurezas. De natureza igualmente amorfa, a sílica vítrea procede da fusão do quartzo e posterior esfriamento brusco do líquido resultante. Transparente à luz visível e ultravioleta, além de isolante elétrico e muito resistente a substâncias químicas e a mudanças de temperatura, freqüentemente é usada na fabricação de aparelhos de laboratório. Variedades raras de sílica são a melanoflogita, composta principalmente de dióxido de silício e dióxido de enxofre, e a coesita, cristalizada no sistema monoclínico e detectada unicamente em áreas onde se verificaram explosões nucleares, pois precisa de pressão superior a 35.000 atmosferas para formar-se.

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