Propriedades Físicas
Muitos minerais podem ser caracterizados e identificados rapidamente a partir de suas propriedades físicas ou mediante ensaios simples.
Para a descrição das espécies, as propriedades podem ser divididas dependendo da sua origem:
- resultado da interação do mineral com a luz (brilho, diafaneidade, cor, traço, refração da luz, entre outros);
- resultado de expor o mineral a um esforço dirigido (clivagem, partição, fratura, dureza, tenacidade);
- dependem do estado de agregação (geminação, forma, hábito);
- ocorrem por interações elétricas e magnéticas (piezeletricidade, piroeletricidade, magnetismo);
- outras propriedades como a densidade relativa, solubilidade em ácidos diluídos e radioatividade.
Muitas destas propriedades são descritas em termos relativos e são testados numa amostra de mão do mineral.
Brilho
O termo brilho é usado para descrever a aparência geral da superfície de um mineral à luz refletida, em outras palavras é a quantidade de luz refletida. Em geral podem ser divididos entre minerais com brilho metálico e não metálico, tendo o brilho submetálico como termo intermediário. Nos minerais com brilho não metálico pode-se descrever o brilho como: vítreo (Brilho do vidro), resinoso (Aparência da resina),nacarado (Aparência iridescente de uma pérola), gorduroso (Aparência de estar recoberto com uma camada delgada de óleo), sedoso (Aparência do brilho da seda, resultado de um agregado de fibras finas paralelas) ou adamantino(Brilho do diamante, relacionado com um alto índice de refração do mineral).
Cor
A cor é uma propriedade que depende do espectro de luz que a estrutura de um mineral recebe e reflete, sendo está propriedade de fácil avaliação. É fortemente dependente da composição química. Mas nem sempre é uma propriedade diagnóstica, pois ela varia de acordo com a exposição da superfície ao medio (intemperismo), com a variação de composição num mesmo mineral (especialmente nos minerais que são descritos como soluções sólidas) e pela presença de impurezas na estrutura. Isto é, a cor não é uma propriedade constante em muitas espécies minerais. Mas ainda é importante porque tem minerais onde a propriedade é constante e pode ajudar significativamente no diagnóstico da espécie (principalmente nos minerais com brilho metálico).
Traço
É a cor do pó fino de um mineral. Usa-se o traço na identificação de minerais pois é uma propriedade usualmente constante (embora a cor do mineral possa variar). Para avalia-lo precisa-se de uma placa de porcelana não-polida (placa para traço) e riscar o mineral na superfície deixando um traço de pó fino. Esta propriedade tem como limitante a dureza da placa, não pudendo ser avalada em materiais mais duros (dureza até 6,5).
Diafaneidade
É a quantidade de luz que alguns minerais permitirem que os atravesse. Então, em relação à diafaneidade um mineral pode ser: transparente (o mineral transmite a luz, o contorno de um objeto visto através é perfeitamente distinto), translúcido (a luz é transmitida difusamente, chega a atravessar o mineral mas não podendo visualizar os objetos através dele) ou opaco (a luz não atravessa o mineral, mesmo em suas bordas mais delgadas).
Outras propriedades dependentes de luz
Os minerais também podem apresentar diferentes comportamentos com a luz que correspondem a outras propriedades que são mais específicas:
o jogo de cores – ao virar o mineral, podem-se ver várias cores espectrais em rápida sucessão,
a iridescência – o mineral mostra uma série de cores espectrais em seu interior ou sobre uma superfície,
a opalescência – reflexão leitosa ou nacarada do interior de um espécime,
o acatassolamento – aparência sedosa na luz refletida, que resulta da presença de muitas inclusões dispostas paralelamente a uma direção cristalográfica. É conhecido como acatassolamento ao feixe de luz que forma ângulos retos com as inclusões na gema lapidada, em forma de cabuchão,
o asterismo – raios de luz em forma de estrela vistos na direção do eixo vertical do cristal, comumente do sistema hexagonal.
o pleocroísmo – absorção seletiva da luz nas diferentes direções cristalográficas ,visível no microscópio petrográfico usando os polarizadores de luz.
a termoluminescência – os minerais emitem luz quando aquecidos a uma temperatura abaixo do vermelho .Os tipos mais importantes são: a triboluminescência (Os minerais se tornam luminosos ao serem esmagados, riscados ou esfregados) e a fluorescência e fosforescência (fluorescentes quanto se tornam luminosos durante a exposição à luz ultravioleta, aos raios X ou aos raios catódicos; fosforescente se a luminescência perdura após desligada a fonte de excitação).
a luminescência – emissão de luz, que se pode subdividir segundo a natureza da luz emitida,
a refração da luz – parte da luz incidente é refletida e a outra refratada. A segunda implica uma variação na velocidade da luz incidente e, por tanto, na sua direção; o que é sujeito às leis da ótica
Hábito Cristalino
A maioria das espécies minerais não ocorre como cristais bem formados, e sim em uma grande variedade de agregados. Distintos termos são usados para descrever a aparência dos cristais: maciço, granular, compacto, lamelar, folheado, micáceo, laminado, fibroso, acicular, radiado, dendrítico, bandado, concêntrico, mamilar, botrioide, globular, reniforme, esferoidal, estalactítico, concrecional, geodo, oolítico, pisolítico, drusiforme, entre outros. Este formato reflete a estrutura cristalina.
Clivagem
Um mineral possui clivagem quando, aplicada uma força adequada, este rompe através de planos definidos. A clivagem pode ser catalogada como perfeita, boa, regular ou não presente, junto com o índice de Miller da face paralela à partição. A clivagem é consistente com a simetria e ocorre ao longo de planos de fraqueza estrutural, que apresentam ligações atômicas fracas ou um maior espaçamento reticular.
Partição
Ocorre em planos de menor resistência estrutural quando os minerais sujeitos a tensão ou pressão se rompem. A fraqueza pode ser resultado da pressão, da geminação ou exsolução num mineral. Os geminados (especialmente na geminação polissintética) podem-se separar facilmente ao longo dos planos de composição. Diferencia-se da clivagem porque não está presente em todos os cristais de uma mesma espécie, em quanto que, se um mineral possui clivagem, cada espécime dele a exibirá.
Fratura
A fratura pode ser entendida como a forma em que um mineral se rompe quando isto não se produz ao longo de planos de fraqueza estrutural (clivagem e partição). Os termos mais comuns para designar o tipo de fratura são: conchoidal ou concóide, fibrosa ou estilhaçada, serrilhada ou, desigual ou irregular.
Dureza
É a resistência que uma superfície lisa do mineral oferece ao ser riscada, e depende das forças de união entre os átomos na estrutura interna do mineral. Em ração disto o comportamento pode mudar dependendo do tipo de ligação (metálica, iônica ou covalente) e a direção ou facie em que o mineral é riscado (sendo a dureza uma propriedade vetorial, direcionada). A escala relativa de dureza criada pelo mineralogista F. Mohs em 1824 conhecida como “A escala de dureza de Mohs agrupa dez minerais comuns como padrão de dureza e é amplamente usada:
- Talco
- Gipso
- Calcita
- Fluorita
- Apatita
- Feldspato – Ortoclásio
- Quartzo
- Topázio
- Corindon
- Diamante
Além da escala relativa e por causa da relação entre a dureza e a estrutura química dos minerais, é possível fazer as seguintes generalizações: Muitos dos minerais hidratados são moles (D<5); halogenetos, carbonatos, sulfatos e fosfatos são relativamente moles (D<5,5); muitos dos sulfetos são relativamente moles (D<5) sendo a pirita uma exceção (D<6-6,5); muitos dos óxidos anidros e silicatos são duros (D>5,5).
Tenacidade
É a resistência que oferece um mineral ao ser deformado (rompido, esmagado, curvado ou rasgado), é a sua coesão. Usam-se vários termos para descrever as diferentes espécies de tenacidade nos minerais: quebradiço, maleável, séctil, dúctil, flexível e elástico.
Propriedades Elétricas e Magnéticas
São as propriedades derivadas das interações elétricas entre os elétrons dos átomos no arranjo cristalino (derivadas de propriedades como o spin e as propriedades das ligações atômicas) e normalmente são descritas num mineral como a presença ou ausência da propriedade. As propriedades mais importantes são: piezoeletricidade, piroeletricidade, e magnetismo.
Densidade
É a relação do peso de um mineral com um volume igual de água a 4ºC.
Solubilidade
Normalmente descreve a reatividade de uma espécie em presença de algum composto químico.
Radioatividade
Liberação de energia como consequência da desintegração de elementos radioativos presentes ao longo da estrutura cristalina. Normalmente o material na vizinhança encontra-se alterado como resultado destas interações. Muitas vezes requer um equipamento especial para sua detecção.
Identificação Macroscópica de Minerais
Os minerais podem ser identificados usando três métodos: avaliando as suas propriedades físicas numa amostra de mão, estudando as suas propriedades óticas numa lâmina delgada num microscópio de luz polarizada, ou através da análise química da amostra. Usualmente são usados os três métodos para identificar um mineral com precisão, mas a primeira aproximação à natureza do mineral é a amostra de mão. Esta análise abrange a descrição das suas propriedades físicas e a identificação de propriedades diagnósticas dos minerais mais comuns. O exercício de descrever um mineral através de suas propriedades macroscópicas é o sujeito de estudo da mineralogia descritiva, e as propriedades mais usadas neste exercício sistemático são as seguintes:
| Brilho | Observa-se a reflexão da luz sobre a superfície de mineral. Pode ser: Metálico, Submetálico, Vítreo, Gorduroso, Resinoso, Sedoso, Nacarado ou Adamantino. |
| Diafaneidade | Observa-se, de preferência numa borda ou aresta, a capacidade do mineral de deixar passar a luz (transparente, translúcido ou opaco). |
| Cor | Reporta-se a cor exibida pelo mineral exposto numa superfície fresca. |
| Traço | Vê-se a cor do pó fino deixado na placa para traço após riscar. |
| Dureza | De acordo aos parâmetros qualitativos da escala de dureza de Mohs, qualifica-se riscando o mineral com outros minerais ou objetos de dureza conhecida. |
| Clivagem | Avalia-se a presença da propriedade e, caso existir, as direções em que ocorre. |
| Fratura | Comenta-se caso de não apreciar plano diferenciável. |
| Hábito | Observa-se a forma do cristal e seu estado de agregação. |
| Densidade específica ou relativa | Rigorosamente deve ser medido no laboratório, mas no campo é estimada em relação a outras espécies de peso específico conhecido. |
Estas propriedades são listadas com regularidade nas tabelas determinativas dos minerais comuns que acompanham os livros de mineralogia que incluem a mineralogia descritiva no conteúdo. Outras propriedades são enunciadas em relação à relevância que tem na descrição de uma espécie específica (por exemplo o gosto salgado na halita), já que não estão presentes (ou não são relevantes) na maioria das outras espécies minerais comuns. Estas últimas propriedades, características em espécies específicas, são conhecidas como “propriedades diagnósticas”.