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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
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Transformações
Polimórficas
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Mecanismos de transformações nos minerais, onde não há mudanças na composição química.
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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
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Principais Grupos Polimórficos
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Tipos de Polimorfismo
Polimorfismo Reconstrutivo
Polimorfismo Deslocativo
Polimorfismo de Ordem-Desordem
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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.
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Exemplos:
Polimorfos CaCo3: Calcita - Aragonita
Diamante - Grafite
Quartzo – tridimita - Cristobalita
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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.
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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.
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Exemplos: Quartzo alfa e beta
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Alta T
Baixa T
Exemplos: Quartzo alfa e beta
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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.
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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.
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Ordem-desordem
Distribuição dos átomos:
Aleatória Ordenada
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Exemplo: K-feldspatos - KAlSi3O8
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Exemplo: K-feldspatos KAlSi3O8