quinta-feira, 25 de julho de 2013

Os Sistemas Cristalinos - I


Todos os minerais têm uma estrutura cristalina, isso é, formam cristais. Há alguns, é verdade, que são amorfos, ou seja, não possuem esse arranjo ordenado de átomos que caracteriza os cristais. Mas, são pouquíssimos, apenas 0,3% das espécies conhecidas.
Alguns minerais habitualmente exibem cristais bem formados, com todas as suas faces, chamados de cristais euédricos. Servem como exemplo as granadas, as zeólitas e diversas variedades de quartzo, como o citrino, a ametista, o quartzo enfumaçado e o quartzo incolor. Outros minerais, ao contrário, raramente são vistos em cristais euédricos. É ocaso da rodonita, da rodocrosita e do quartzo róseo.
De qualquer modo, raros ou comuns, todos os cristais são classificados, de acordo com suas características geométricas, em um de sete sistemas cristalinos.
Entende-se por sistema cristalino o conjunto de cristais cujos eixos cristalográficos são iguais nas suas dimensões relativas, apresentando relações angulares gerais constantes.
Eixo cristalográfico é qualquer das linhas imaginárias que atravessam um cristal, encontrando-se em seu centro (linhas vermelhas nas figuras a seguir). Há um eixo frontal ao observador, chamado de a um eixo vertical, chamado de c; e um eixo perpendicular a esses dois, chamado de b. O ângulo entre c e b é chamado de alfa (α), ângulo entre a ec é chamado de beta (β); e o ângulo entre a e b, de gama (γ).
Os eixos cristalográficos servem como referência na descrição da estrutura e simetria dos cristais. Medindo suas dimensões relativas e os valores dos ângulos, pode-se determinar a qual sistema cristalino pertence o cristal.
Por convenção, o eixo a é considerado positivo na porção anterior ao ponto de encontro com os outros eixos, e negativo na porção posterior; o eixo b é positivo na porção à direita desse ponto e negativo à esquerda; o eixo c é positivo acima do mesmo ponto e negativo abaixo dele.
Há sete sistemas cristalinos, chamados de cúbico, tetragonal, ortorrômbico, hexagonal, trigonal, monoclínico e triclínico, que se subdividem em um total de 32 classes cristalinas.


Sistema cúbico - Sistema cristalino em que há três eixos cristalográficos de mesmo tamanho e mutuamente perpendiculares. Como os três eixos têm o mesmo tamanho, os cristais desse sistema são equidimensionais, ou seja, não são nem alongados, nem achatados. O fato de o sistema chamar-se cúbico não significa que os cristais todos têm a forma de um cubo. Eles podem ser, por exemplo, um cubo com todos os vértices cortados por faces inclinadas; octaedros (duas pirâmides de base quadrada unidas por essa base); dodecaedros (cristais com doze faces), etc. (Fig. 1).
Os cristais do sistema cúbico têm uma característica que nenhum outro têm: isotropia térmica e óptica. Isso significa que a luz e o calor neles se propagam com a mesma velocidade, seja qual for a direção.
Pertencem ao sistema cúbico os cristais de 7,8 % das espécies minerais conhecidas, entre elas diamante, ouro, granadas, prata, espinélio, pirita (Fig. 2) e sodalita.
O sistema cúbico (e o cristal a ele pertencente) é também conhecido pelos nomes isométrico e monométrico.
Fig. 1 – Algumas formas cristalinas do sistema cúbico
Fig. 1 – Algumas formas cristalinas do sistema cúbico
Fig. 2 – Pirita
Fig. 2 – Pirita
Sistema tetragonal - Neste sistema, os três eixos cristalográficos são mutuamente perpendiculares como no sistema cúbico, mas enquanto os eixos a e b têm mesmo comprimento, o eixo c é diferente, sendo maior ou menor (Fig. 3).
Pertencem a este sistema 6,4% dos minerais conhecidos, entre eles zircão, apofilita (Fig. 4), rutilo, idocrásio e cassiterita. Ele o os seus cristais recebem também o nome de quadrático.

Fig. 3 – Algumas formas cristalinas do sistema tetragonal
Fig. 3 – Algumas formas cristalinas do sistema tetragonal
Fig. 4 - Apofilita
Fig. 4 - Apofilita

Sistema ortorrômbico - Sistema cristalino em que os três eixos cristalográficos são mutuamente perpendiculares, como nos sistemas anteriores, mas cada um com um comprimento (Fig. 5).
Compreende 28,6 % das espécies minerais conhecidas, sendo exemplos topázio (Fig. 6), crisoberilo e zoisita.
Fig. 5 – Algumas formas cristalinas do sistema ortorrômbico.
Fig. 5 – Algumas formas cristalinas do sistema ortorrômbico.
Fig. 6 - Topázio
Fig. 6 - Topázio

Sistema hexagonal – No sistema hexagonal, em vez de dois eixos horizontais, existem três, separados entre si por ângulos de 120º e todos com mesmo comprimento. Além deles, há o eixo vertical (c), perpendicular aos demais, diferente deles no comprimento e com simetria senária. Simetria senária significa que, num giro completo do cristal, a mesma imagem repete-se seis vezes (Fig. 7).
Pertencem a este sistema 7% dos minerais conhecidos, entre eles apatita, berilo (Fig. 8) e covellita.
Fig. 7 – Algumas formas cristalinas do sistema hexagonal. Fig. 8 - Berilo
Sistema trigonal - Sistema cristalino caracterizado, como o anterior, por três eixos cristalográficos de igual comprimento e horizontais, formando ângulos de 120° entre si, e um eixo vertical perpendicular aos demais, diferente deles no comprimento e com simetria ternária (Fig. 9).
Como se vê, a única diferença entre esse sistema e o hexagonal é a simetria do eixo vertical, que aqui é ternária, ou seja, num giro completo do cristal a mesma imagem repete-se três vezes (e não seis como no sistema hexagonal). Devido a essa semelhança entre os dois sistemas, alguns autores consideram o sistema trigonal uma subdivisão (classe) do sistema hexagonal.
Pertencem ao sistema trigonal 10,1% das espécies minerais conhecidas, entre elas quartzo (Fig. 10), o coríndon e as turmalinas,
Esse sistema e o cristal a ele pertencente são também chamados de romboédrico.
Fig. 9 – Algumas formas cristalinas do sistema trigonal. Fig. 10 - Quartzo
Sistema monoclínico – no sistema monoclínico existem três eixos cristalográficos de comprimentos diferentes. Os ângulos α e γ têm 90º e o ângulo β, um valor diferente deste (Fig. 11).
São monoclínicas 30,8% das espécies minerais, sendo este o sistema com maior número de minerais. Ex.: jadeíta, espodumênio (Fig. 12), ortoclásio e euclásio.
Fig.11 – Algumas formas cristalinas do sistema monoclínico Fig. 12 - Espodumênio
Sistema triclínico – este último sistema é o que exibe cristais de simetria mais pobre. Ele possui três eixos cristalográficos, todos diferentes entre si, o mesmo acontecendo com os ângulos entre eles (Fig. 13).
Compreende 9% das espécies minerais conhecidas, como rodonita, turquesa e microclínio (Fig. 14), por exemplo.
Fig. 13 – Algumas formas cristalinas do sistema triclínico. Fig. 14 - Microclínio



FONTES CONSULTADAS
    SCHUMANN, Walter. Gemas do mundo Trad. Rui Ribeiro Franco & Mário del Rey. Rio de Janeiro, Livro Técnico, 1982. 254p. il. p. 16-17

    BRANCO, Pércio de Moraes. Dicionário de Mineralogia e Gemologia. São Paulo: Oficina de Textos, 2008. 608 p. il.

    Pércio M. Branco - Acervo de Museu de Geologia da CPRM (fotos 6 e 12)

    Coleção Pércio M. Branco (fotos 2, 4, 8, 10 e 14).