Os Exercícios Minerais

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- Explique o que significa a regra do octeto.

Os átomos tendem a ganhar, perder ou compartilhar elétrons até que eles estejam circundados por oito elétrons de valência, configuração eletrônica idêntica aos gases nobres.

- Quais são os principais tipos de ligações químicas? Cite dois exemplos para cada caso.

Os principais tipos de ligações químicas são as ligações iônicas, covalentes e metálicas. As ligações iônicas formam-se pela atração elétrica entre íons de cargas opostas, como exemplo o Cloreto de Sódio: Na+ e o Cl- para formar o NaCl- e o Al+ O-, que se juntam para formar Al2O3 (Óxido de Alumínio). Nessa ligação ocorre transferência de elétrons. Nas ligações covalentes, os átomos que não reagem por perda e ganho de elétrons se combinam quimicamente por compartilhamento de elétrons. O diamante é um exemplo, pois os átomos de Carbono que o constitui possuem quatro elétrons na camada de valência e adquirem mais quatro por compartilhamento; e a molécula de água H2O: H - O - H, formada por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio em que cada traço corresponde a um par de elétrons compartilhado formando um molécula neutra. As ligações metálicas ocorrem entre dois átomos de metais. Os átomos de um metal têm grande tendência a perder elétrons da última camada e se transformar em cátions. Nesse caso, todos os átomos envolvidos perdem elétrons de suas camadas mais externas, que se deslocam mais ou menos livremente entre eles, formando uma nuvem eletrônica. Esses elétrons, entretanto, são simultaneamente atraídos por outros íons, que então o perdem novamente e assim por diante. Apesar de predominarem íons positivos e elétrons livres, diz-se que os átomos de um metal são eletricamente neutros. Exemplos: o Bronze - Liga metálica formada por cobre (Cu) e estanho (Sn); e o Aço Comum - liga metálica muito resistente composta de ferro (Fe) e carbono (C).

- Quais os principais elementos químicos que compõem a crosta terrestre?

A crosta terrestre é composta principalmente por Oxigênio (46%), Silício (28%), Alumínio (8%), Ferro (6%), Magnésio (4%), Cálcio (2,4%), Potássio (2,3%) e Sódio (2,1%).

- Qual é o grupo de minerais mais abundante na crosta terrestre? O que todos os minerais que compõem esse grupo têm em comum?

Os silicatos são a mais abundante classe mineral, constituem aproximadamente 95% do volume da crosta terrestre. O principal componente de todos os silicatos é a sílica, que é um dos compostos mais abundantes na terra.

- Explique por que poucos constituintes minerais apresentam faces cristalinas bem definidas? O que representa as faces bem definidas de um mineral qualquer?

Os grandes cristais com faces bem definidas são formados quando o crescimento é lento ou quando há espaço adequado para permitir o crescimento sem interferência de outros cristais próximos. Formam-se em espaços abertos nas rochas, tais como fraturas e cavidades. Mas, na maior parte dos casos, ou os espaços entre os cristais em crescimento se encontram preenchidos, ou a cristalização ocorre com muita rapidez.

- Explique como se dá o processo de formação de um mineral.

Os minerais se formam por cristalização do magma; recristalização em estado sólido; reações químicas entre sólidos minerais e líquido (água); e por precipitação de soluções supersaturadas em baixas temperaturas.

Os minerais se formam pelo processo de cristalização, a partir de líquidos magmáticos ou soluções termais – crescimento de um sólido a partir de um gás ou líquido cujos átomos constituintes se agrupam segundo proporções e arranjos cristalinos adequados – em geral se inicia com a formação de cristais microscópicos individuais, posterior aglutinação de material e crescimento do cristal em um arranjo tridimensional ordenado, no qual o arranjo básico se repete em todas as direções. O processo de cristalização se inicia quando a temperatura do magma cai abaixo do ponto de fusão das espécies minerais. Como resfriamento do magma, a temperatura de cristalização dos minerais gradualmente é atingida e diferentes minerais são formados à medida que a composição do magma se modifica;

Os minerais também são formados pela recristalização em estado sólido: a ação da pressão sobre os minerais resulta em transformações em estado sólido (recristalização) e a formação de novos minerais através de modificações na composição ou na estrutura cristalina dos minerais. É verificado nas rochas metamórficas (aquelas resultantes do aumento da pressão e temperatura e das transformações em estado sólido de rochas pré-existentes;

Como produto de reações químicas entre sólidos minerais e líquidos (água): Quando um mineral cristalizado em condições de altas pressões e temperaturas alcança níveis superficiais de condições de pressão e temperatura menores ele se desestabiliza e se altera através de reações com a água pelo intemperismo de quaisquer rochas pré-existentes. Em geral, produz argilominerais.

E a partir da precipitação em soluções supersaturadas em baixas temperaturas: A partir de soluções supersaturadas em íons, como nas salmouras, onde as taxas de evaporação reduzem o volume de líquido do reservatório e aumentam a quantidade de íon dissolvido. Quando o limite de solubilidade desse soluto (íon) no solvente (água) é alcançado, ocorre a precipitação e a formação de novos minerais. Como ocorre com os sais.

- O que são minerais polimorfos e isomorfos? Cite três exemplos.

Os minerais são ditos isomorfos quando os cátions com tamanhos e cargas semelhantes tendem a se substituir mutuamente e formar compostos de mesma estrutura cristalina, mas com composições químicas diferentes.

Exemplos: é o caso dos minerais fayalita (Fe2 SiO4) e forsterita (Mg2 SiO4), que pertencem à série isomorfica das olivinas. Alguns minerais, mesmo não formando série contínua, são isomorfos, como é o caso dos carbonatos calcita (CaCO3), magnesita (MgCO3), siderita(FeCO3), rodocrosita MnCO3 e smithsonita (ZnCO3).

Os minerais polimorfos possuem a mesma composição química e estruturas cristalinas diferentes.

Exemplos: alumossilicatos (Al2SiO5) metamórficos: andalusita, cianita, sillimanita; diamante e grafite (C); quartzo alfa, quartzo beta e coesita (SiO2).

No caso do diamante e da grafita, por exemplo,