Outros termos utilizados em Mineralogia

Polimorfismo

O termo polimorfo (ou alotrópico) é usado para designar substâncias quimicamente iguais, mas com propriedades físicas, cristalográficas e formas de ocorrência diferentes. Nestes, a composição permanece constante, mas o empacotamento dos átomos varia. Um exemplo notável encontra-se entre o diamante, chaoita, grafita e lonsdaleíta, todos de carbono elementar. O diamante tem densidade relativa = 3,511 g/cm³, Dureza = 10, e uma estrutura compacta que cristaliza no sistema isométrico; a chaoita tem densidade relativa = 3,43 g/cm³, Dureza = 1,0-2,0, e cristaliza no sistema hexagonal; a lonsdaleíta tem densidade relativa = >3,20 g/cm³, Dureza = 3,0, e cristaliza no sistema hexagonal, e a grafita tem densidade relativa = 2,209-2,23 g/cm³, Dureza = 1,0-2,0 e possui arranjo cristalizando no sistema hexagonal.

Um polimorfo ou forma polimórfica de um mineral é considerado espécie mineral se apresenta estrutura tipologicamente diferente. Se as estruturas cristalinas entre os polimorfos têm essencialmente a mesma tipologia, e só diferem em termos de uma distorção estrutural ou na relação de ordem-desordem de alguns átomos que compreendem a estrutura, eles não são considerados espécies minerais diferentes. De acordo com os critérios composicionais, há a necessidade de que pelo menos uma posição estrutural seja ocupada predominantemente por um componente químico diferente daquele que ocorre em posição equivalente em outro mineral, para que possam ser consideradas espécies diferentes. Como exemplo pode-se citar minerais do grupo da apatita, a hidroxiapatita [Ca₅(PO₄)₃(OH)], a cloroapatita [Ca₅(PO₄)₃Cl] e a fluorapatita [Ca₅(PO₄)₃F], que cristalizam no sistema hexagonal, possuem o mesmo grupo espacial P6₃/m, e apresentam parâmetros de cela unitária semelhantes (a_o = 9,3973Å, c_o = 6,8782Å e Z = 2, a_o = 9,5979Å, c_o = 6,7762Å e Z = 2, a_o = 9,4166Å, c_o = 6,8745Å e Z = 2 respectivamente), mas constituem espécies minerais diferentes porque a posição estrutural pertinente é predominantemente ocupada por (OH) na hidroxilapatita, por Cl na cloroapatita e por F na fluorapatita.

Politipismo e politipoidia

Os minerais que ocorrem em várias modificações estruturais diferentes, cada uma podendo ser considerada como sendo constituída pelo empilhamento de camadas de estrutura e composição semelhante, e com modificação que só diferem na sucessão de empilhamento semelhante são denominadas de politipos. O termo politipóides é usado para minerais que não se ajustam à definição rígida de um politipo, incluindo minerais com mesma topologia e com composições um pouco diferentes. Politipos e politipóides não são considerados espécimes minerais diferentes. Os caracteres alfabéticos C (cúbico), Q (tetragonal), H (hexagonal), T (trigonal), R (romboédrico), O (ortorrômbico), M (monoclínico) e A (triclínico), posicionados como sufixos (em itálico) e separados por hífen do nome do mineral, são utilizados para denotar os polimorfos, politipos e politipóides de um mineral (ex: muscovita-1M – é o politipo monoclínico da muscovita com c_o = 10Å; muscovita-2M₁ – é o politipo monoclínico da muscovita com c_o = 20Å; muscovita-3T – é o politipo trigonal da muscovita com c_o = 30Å). Utiliza-se o termo dimorfo para os compostos que existem em duas modificações (ex: arsenolita e claudetita; senarmontita e valentinita) e, o termo trimorfo para os compostos que existem em três modificações (ex: calcita, aragonita, vaterita; rutilo, brookita e anatásio). O prefixo para é usado para nomes de dimorfos ou polimorfos de minerais conhecidos (ex: paratacamita, dimorfo da atacamita). O termo meta, usado como prefixo, é usado para designar um estado de hidratação inferior à espécie designada sem o prefixo (ex: Al₂(SO₄)(OH)₄.5H₂O metaluminita e Al₂(SO₄)(OH)₄.7H2O aluminita; metatyuyamunita Ca(UO₂)₂(V₂O₈).3H₂O e tyuyamunita Ca(UO₂)₂(V₂O₈).5-8H₂O).

Pseudomorfismo e homomorfismo

O termo pseudomorfo (= forma falsa) é usado para designar minerais que foram substituídos internamente e preservaram a forma (hábito) do mineral anterior, ou seja, a forma do mineral pertence a um mineral e a composição química e estrutura pertencem a outro mineral. Os pseudomorfos podem ser formados por: i) substutuição: quando um pseudomorfo se forma pela substituição gradual de um mineral por outro simultaneamente, sem que ocorra interação e/ou reação química entre eles (ex: substituição de calcita por quartzo, de fluorita por sílica, etc); ii) incrustação: quando um pseudomorfo se forma pela deposição de um mineral sobre outro existente, formando uma crosta (ex: formação de quartzo sobre calcita, sobre fluorita, etc); iii) alteração: quando um pseudomorfo se forma pela adição parcial de um mineral novo, ou com remoção parcial do mineral anterior (ex: alteração de anidrita para gipsita, de galena para anglesita, etc), em alguns casos no núcleo se preserva o mineral original; iv) paramorfismo: quando um pseudomorfo se forma pela mudança de um mineral para uma forma polimórfica, sem produzir algum tipo de alteração na forma externa (ex: conversão de aragonita em calcita, de rutilo em brookita, etc).

Minerais homomórficos são minerais cujos cristais apresentam hábitos semelhantes, mas com composições químicas distintas, pelo fato de apresentarem a mesma classe cristalina, como por exemplo, cristais de idocrásio e rutilo.

Isoestruturalismo

O termo isoestrutural (e/ou isotípico) é usado para substâncias que apresentam estruturas análogas (apresentam o mesmo tipo de estrutura de coordenação) sob todos os aspectos, embora possam apresentar dimensões de cela (tamanho) e propriedades diferentes.

O conceito de estrutura de coordenação baseia-se na capacidade que um íon tem de atrair para si outros íons de cargas opostas, ou seja, coordenar (ordenar) outros íons ao seu redor. Usa-se o termo número de coordenação (n.c.) para designar o número de cátions em torno de um ânion em uma estrutura estável, de tal modo que seus centros ficam nos vértices de um poliedro regular, e este é determinado pela relação entre seus raios. De acordo com a relação entre os raios (R_c:R_a onde R_c = raio do cátion, R_a = raio do ânion) tem-se uma geometria (ou estrutura de coordenação) característica, que pode ser: hexagonal e cúbico compactas, octaédrica, tetraédrica, triangular e linear (Figura 8). Como exemplo podemos considerar a uraninita – UO₂, a fluorita – CaF₂ e o rutilo – TiO₂. Embora apresentem a mesma relação cátion:ânion na fórmula, apenas a uraninita e a fluorita são isoestruturais.

A análise da estrutura mostra que os átomos de urânio na uraninita estão em coordenação 4, em relação ao oxigênio, ao passo que oito átomos de oxigênio estão agrupados em torno de cada átomo de urânio (coordenação 8). Na fluorita, quatro átomos de cálcio estão agrupados em torno de cada átomo de flúor (coordenação 4) e oito átomos de flúor estão dispostos em torno de cada cálcio (coordenação 8). No rutilo os átomos de titânio estão rodeados por seis átomos de oxigênio (coordenação 6) e os átomos de oxigênio estão rodeados por três átomos de titânio (coordenação 3) situados em um plano definido pelos vértices de um triângulo aproximadamente eqüilátero. No caso da uraninita e da fluorita, a estrutura é composta por cátions grandes com dimensões ao redor de 1Å, como Ca²⁺, Ce⁴⁺, U⁴⁺, e Th⁴⁺, mostrando uma relação de raios R_c:R_a próximo entre os limites 0,732 – 1,0, que denotam a coordenação 8 (cúbica); e no caso do rutilo por uma estrutura composta por cátions menores com dimensões entre 0,6 e 0,8Å, como Ti⁴⁺, Mn⁴⁺, Sn⁴⁺, Pb⁴⁺, Ge⁴⁺ e Te⁴⁺, mostrando uma relação de raios R_c:R_a próxima ao intervalo 0,414 e 0,732, exibindo coordenação 6 (octaédrica).

A fluorita e a uraninita são isoestruturais pois apresentam estruturas análogas sob todos os aspectos, embora com dimensões da cela unitária diferentes (a_o = 5,463å, a_o = 5,4682å, respectivamente, ambos com Z = 4, Fm 3 m e 4/m 3 2/m) e assim como suas propriedades. O padrão de raios X (3,157(100), 1,934(49), 2,735(48), 1,649(47), 1,255(18), 1,223(15), 1,0523(15); e 1,931(100), 3,153(94), 1,647(35), 1,115(16), 1,366(12), 1,253(10), 0,8637(9) para uraninita e fluorita respectivamente) destes minerais formam linhas análogas, embora com diferentes espaçamentos e intensidade.