area1-transformacoes_polimorficas

Alguns conceitos estruturais:

ISOESTRUTURALISMOMinerais com a mesma estrutura mas com composições diferentes:

CaF2 - BaCl2

ANTIESTRUTURALISMOMinerais com a mesma estrutura porém um tem cátions onde o outro tem ânions e vice-versa:

CaF2 - Na2O

Transformações

Polimórficas

Mecanismos de transformações nos minerais, onde não há mudanças na composição química.

Polimorfismo

É a habilidade de um componente químico cristalizar com mais de uma estrutura.

Isso pode ocorrer devido a mudanças de pressão e/ou temperatura.

Mesma composição e estruturas diferentes = minerais diferentes

Principais Grupos Polimórficos

Tipos de Polimorfismo

Polimorfismo Reconstrutivo

Polimorfismo Deslocativo

Polimorfismo de Ordem-Desordem

Transformações Polimórficas

Reconstrutivas

O polimorfismo reconstrutivo envolve uma grande reorganização da estrutura cristalina. Para isso as ligações químicas são quebradas, e os átomos/íons se re-arranjam e formam uma nova estrutura.

Exemplos:

Polimorfos CaCo3: Calcita - Aragonita

Diamante - Grafite

Quartzo – tridimita - Cristobalita

Stishovite

Coesite

- quartz

- quartz

Liquid

Tridymite

Cristobalite

600 1000 1400 1800 2200 2600

2

4

6

8

10

Pre

ssure

(G

Pa)

Temperature oC

Família da Sílica

Swamy and Saxena (1994) J. Geophys.

Res., 99, 11,787-11,794.

Transformações Polimórficas

Deslocativas

As ligações químicas não são quebradas. A transformação envolve apenas distorções na estrutura cristalina.

Existe uma clara relação estrutural entre os polimorfos de alta e de baixa Temperatura. Os de alta T são, geralmente, mais abertos e tem maior simetria.

Exemplos: Quartzo alfa e beta

Alta T

Baixa T

Exemplos: Quartzo alfa e beta

Acima de 5730C a estrutura estável é Quartzo , que consiste de uma rede tridimensional hexagonal de tetraedros de sílica. Com o resfriamento, abaixo de 5730C, a estrutura sofre conversão para quartzo , que por distorção adquire simetria trigonal.

As formas de alta T tipicamente têm simetria maior que os polimorfos de baixa T. As formas cristalinas dos polimorfos de alta T são mantidas quando da inversão para os polimorfos de baixa T. Nestes casos, é comum a formação de maclas de transformação geradas pela tensão interna produzida pela inversão.

Transformações polimórficas

por Ordem-DesordemA estrutura cristalina permanece aproximadamente a mesma. O que muda é a distribuição dos cátions nos sítios estruturais.

Exemplo:

Se dois cátions X e Y podem ocupar dois sítios estruturais equivalentes, a estrutura é considerada:

Desordenada – se a probabilidade de se encontrar X em A1 e A2 for a mesma;

Ordenada – se todos os cátions X ficarem em A1 e

todos os Y em A2.

Ordem-desordem

Distribuição dos átomos:

Aleatória Ordenada

Exemplo: K-feldspatos - KAlSi3O8

Exemplo: K-feldspatos KAlSi3O8