Filossilicatos e Tectossilicatos Mineralogia Filossilicatos e Tectossilicatos

Filossilicatos A palavra filossilicato deriva do grego phylon, que significa folha; Possuem hábito achatado ou em escamas; Clivagem basal (001) proeminente à perfeita; As lamelas de clivagem (placas) são flexíveis, elásticas ou plásticas, raramente quebradiças.

Estrutura – Unidade Estrutural (Si4O10)4- Os tetraedros de (SiO4)-4 compartilham três O-2 da base com outros 3 tetraedros adjacentes, formando placas ou folhas de extensão infinita.

Estrutura II As folhas são unidas por cátions, que se ligam aos O-2 dos ápices dos tetraedros formando a estrutura. As folhas são ligadas entre si por Forças de Van der Waals  clivagem proeminente paralela às camadas. Pode ser que ~1/2 dos Si+4 seja substituída por Al+3  a estrutura incorpora cátions divalentes como Ca, Fe e Mg em coordenação cúbica, aumenta a intensidade das F de ligação.

Filossilicatos importantes: MICAS E ARGILO-MINERIAIS. Os constituintes dos solo são, na sua maioria, argilo-minerais. Fazem a liberação e retenção de nutrientes das plantas Armazenam H2O entre as estações seca e chuvosa Adsorvem gases atmosféricos

Exemplos de argilo-minerais Caolinita - Al2Si2O5 (OH)2 Folhas de extensão infinita de tetraedros com O-2 “livres” nos ápices gibbsita - Al2(OH)6 ou Al(OH)3

Caolinita - Al2Si2O5 (OH)2 Estrutura básica (1:1)

Caolinita - Al2Si2O5 (OH)2 Hábito - Micáceo Clivagem -  Perfeita em {001} Dureza - 2 - 2,5 Densidade relativa - 2,6 Brilho - Terroso Cor – Geralmente branco, variando conforme grau de impureza

Exemplo II: Pirofilita AlSi4O20(OH)4 Estrutura Básica (2:1)

Exemplo II: Pirofilita AlSi4O20(OH)4 Hábito - Prismático Clivagem - Basal perfeita {001} Dureza - 1 - 2 Densidade relativa - 2,8 - 2,9 Brilho - Perláceo Cor - Branco, verde, cinza ou pardo.

Exemplo III: Talco Mg3Si4O10(OH)2 Argilo-mineral tipo 2:1 Talco Mg3Si4O10(OH)2

Exemplo III: Talco Mg3Si4O10(OH)2 Hábito - Micáceo Clivagem -  Perfeita em (001) Dureza - 1 Densidade relativa - 2,7 - 2,8 Brilho - Perláceo Cor - Verde pálido, amarelo ou cinza-esverdeado

Exemplo IV:Montmorilonita (0,5Ca,Na)0,7[Al,Mg,Fe](Si,Al)8O20](OH)4.nH2O Mg2+ substituindo parte de Al3+ Cargas livres surgem nas unidades básicas Mg2+  Al3+ Entrada de Ca2+ e Na+

Exemplo IV:Montmorilonita (0,5Ca,Na)0,7[Al,Mg,Fe](Si,Al)8O20](OH)4.nH2O Hábito - Massas micro e criptocristalino. Clivagem - Perfeita {001} Dureza - 1 - 2 Densidade relativa - 2 - 2,7 Fratura - Conchoidal (no agregado) Brilho - Lustroso (no agregado) Cor - Branco, cinza, rosa, azul

MICAS Estruturas básicas construídas a partir de filossilicatos 2:1 (ex. talco) Substituição de Si4+ por Al3+  excesso de +1 carga Compensação de carga pela entrada de K+ e Na+

Exemplo I:Muscovita KAl2(AlSi3O10)(OH)2 Na Muscovita temos 1/4 dos Si+4 substituído por Al+3. A diferença de cargas é compensada pelo encaixe de cátions monovalentes entre as folhas, com N.C. 12 (ex.: K+)  em função dessas ligações folha - cátion - folha, que não ocorrem nas argilas, a facilidade de deslizamento diminui e a dureza aumenta; e perde-se a sensação untuosa ao tato.

Exemplo I:Muscovita KAl2(AlSi3O10)(OH)2 Hábito - Micáceo Clivagem -Perfeita em {001} Dureza - 2 - 2,5 Densidade relativa - 2,76 - 3,1 Brilho - Vítreo a sedoso Cor - Incolor, transparente

Exemplo II:Biotita K(Mg, Fe)3(AlSi3O10)(OH)2

Exemplo II:Biotita K(Mg, Fe)3(AlSi3O10)(OH)2 Hábito - Micáceo Clivagem -  Perfeita em {001} Dureza - 2,5 - 3 Densidade relativa - 2,7 - 3,5 Brilho - Micáceo Cor - Preto, às vezes marrom-escuro ou verde-escuro

GRUPO DAS CLORITAS Mistura de tipos estruturais: camada de brucita [Mg(OH)2] (com algum Fe3+) entre tetraedros Grupo de composicão variada: substituição de Mg2+, Fe2+ e Si4+ por Al3+ é variável

GRUPO DA SERPENTINA Mg3Si2O5(OH)4 Três tipos: Antigorita, Lizardita, e Crisotila ou Asbestos (fibrosa) As camadas de tetraedros e octaedros não se encaixam perfeitamente a estrutura tende a dobrar  antigorita Na crisotila o dobramento das camadas é contínuo formação de tubos  hábito fibroso

Tectossilicatos Caracterizam-se por apresentar todos os O2- dos tetraedros de (SiO4)4- compartilhados com outros tetraedros vizinhos. Estrutura tridimensional contínua, fortemente unida e eletricamente estável Constituem aproximadamente 64% da crosta. Quartzo, feldspatos, zeólitas e escapolitas.

Estrutura tridimensional dos tectossilicatos

Exemplos: 1)    Quartzo (< 570o C) (Tridimita (870o - 1.470o C) / Cristobalita (> 1.470o C)) = SiO2 Pela disposição helicoidal dos tetraedros de (SiO4)-4, não há planos > fracos  NÃO HÁ CLIVAGEM Sistema Cristalino: Romboédrico (trigonal) Hábito: prismático Muitas variedades coloridas, devido provavelmente a pequenas quantidades de impurezas (Ametista - Fe), Róseo (Ti), quartzo leitoso (micro-inclusões fluidas).

MINERAIS DE SÍLICA coesita -quartzo cristobalita tridimita

FELDSPATOS AVIII TIV 4O8 T= Si4+ e Al3+ A= Na+, K+, Ca+2, Ba2+, Sr2+, Pb2+ Fe+2 e Mg2+ são íons muito pequenos para ocupar os espaços da estrutura Fatores que influenciam na estrutura dos feldspatos: 1. Raio iônico 2. Balanço de carga 3. Ordenamento dos tetraedros de Al – Si e dos íons A: depende da temperatura e do número de Al3+ para manter o balanço de cargas 4. Íons A de valência > 2+ evitarão áreas de alta concentração de tetraedros de Si4+

Diagrama de fases - Feldspatos Albita – Ab90 – Ab100 Oligoclásio – Ab70 – Ab90 Andesina – Ab50 – Ab70 Labradorita – Ab30 – Ab50 Bitonita – Ab10 – Ab30

FELDSPATOS ALCALINOS  ¼ de Si4+ substituído por Al3+  K+ ou Na+  ortoclásio ou albita: solução sólida completa somente a altas temperaturas (> 600°C)  Temperaturas < 600°C estrutura contrai  microclíneo e albita = pertita  1/2 de Si4+ substituído por Al3+  Ca2+ ou Na+  plagioclásios

Representação espacial dos Feldspatos Clivagem perfeita {001} Boa {010}

Exemplo I: Albita NaAlSi3 O8 Hábito - Tabular Clivagem -  Perfeita em {010}, boa em {010} e má em {110} Dureza - 6 - 6,5 Densidade relativa - 2,63 Brilho - Vítreo a nacarado Cor - Incolor, branco ou esverdeado

Exemplo II: Anortita CaAl2 Si2 O8 Hábito - Tabular Clivagem - Perfeita em {010}, boa em {010} e má em {110} Dureza - 6 - 6,5 Densidade relativa - 2,76 Brilho - Vítreo a nacarado Cor - Incolor, branco leitoso, esverdeado, amarelo ou vermelho-carne

Grupo dos feldspatóides Grupo de minerais quimicamente semelhantes aos feldspatos, porém com proporção de sílica nitidamente inferior. São aluminossilicatos tridimensionais, com estrutura bem espaçosa, em cujos interstícios estão os cátions e vários espécimes hospedam ânions simples ou complexos. Assim na sodalita, o Cl é um constituinte essencial,o CO3 na cancrinita o ,SO4 na noseana o  e SO4, S e Na na lazurita .

Exemplo: Sodalita Na4Al3(SiO4)3Cl Clivagem -  Fraca Dureza - 2,27 - 2,33 Densidade relativa - 5,5 - 6 Fratura - Conchoidal Brilho - Transparente a translúcido Cor - Rosa pálido, cinzento azul ou verde

Grupo das Zeólitas As espécies são formadas por cadeias de anéis tetraédricos de SiO4 e AlO4, ligadas pelos cátions intersticiais (Na, Ca, K, Ba, Sr) Estrutura aberta, com grandes canais, nos quais a água e outras moléculas podem se alojar. Também são chamadas de peneiras moleculares Fazem troca catiônica.

Exemplo: Escolecita CaAl2Si3O10.3H2O Clivagem - Perfeita (110) Dureza - 5 - 5,5 Densidade relativa - 2,1 - 2,4 Brilho - Lustroso, vítreo a sedoso Cor - Incolor, cinza, amarelo, azul

Grupo da Escapolita Do grego skapos (haste) + lithos (pedra), pelo seu hábito prismático Semelhante ao grupo das zeólitas Sua estrutura aberta pode encapsular Na4Cl e Ca4CO3 Podem ser usadas como gema.

Exemplo: Wernerita Na4(Al, Si)12O24Cl Clivagem - Distinta nos prismas Dureza - 5,5 - 6 Densidade relativa - 2,5 - 2,7 Brilho - Lustroso, vítreo Cor - Incolor, cinza, branco, esverdeado