quarta-feira, 23 de Maio de 2012

QUARTZO (1)


MINERAIS E CRISTAIS

Cristais de quartzo hialino
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NÃO É DEMAIS repetir que o interesse pelos minerais é tão antigo como o Homo sapiens e que o quartzo, tanto na sua variedade macrocristalina como nas microcristalinas (sílex, jaspe e outras) foi, de todos o primeiro. Também não é demais repetir que este mineral foi a matéria-prima da primeira indústria saída do génio humano, a vidreira.
Pela sua abundância, diversidade e características químicas (grande resistência aos processos de meteorização) e físicas (elevada dureza, tipo de fractura, difaneidade, cor, brilho, piezoeléctricas e outras), o quartzo é uma das mais importantes matérias-primas da sociedade industrial. Acompanhou a história do Homem, desde a Idade da Pedra aos dias de hoje, como uma das mais procuradas matérias-primas. Estas potencialidades fazem deste mineral um importante recurso nas indústrias do presente (com destaque, entre outras, para a fundição, a cerâmica, a vidraria, a cristalaria, a óptica, a química, a medicina reconstrutiva, a electrónica, a relojoaria e a joalharia) com imensas perspectivas nas tecnologias do futuro.

Na Antiguidade, com destaque para as civilizações chinesa, babilónica, hindu e egípcia, a curiosidade pelos minerais, está documentada nos textos eruditos dos clássicos gregos e latinos. O estudo destas dádivas da natureza percorreu depois a Idade Média, de mãos dadas com a Alquimia, tendo aí crescido, deixando para trás muitas das concepções fantasiosas e místicas de então. A investigação em torno  dos minerais afirmou-se e desenvolveu-se como ciência, juntamente com a química, ao longo dos séculos XVIII e XIX, fazendo-a progredir e tirando dela o essencial do seu desenvolvimento com acentuada organização sistemática.
O alquimista, pintura de David Teniers (1610-1690)
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A mineralogia fez nascer, deu corpo e aprofundou uma nova disciplina científica, de cariz geométrico e matemático, a que foi dado o nome de cristalografia[1], que usou largamente como complemento de diagnose. Foi a chamada cristalografia morfológica, que de desenvolveu até às primeiras décadas do século XX. Mais tarde, a cristalografia evoluiu face ao conhecimento nascente e crescente da estrutura íntima dos cristais facultado pelo uso dos raios X, tendo-se alargado com recurso à cristaloquímica, numa abordagem à organização espacial das redes cristalinas, em função da natureza dos elementos químicos que as constituem. A partir daí, irmanou-se com a física do estado sólido, pelo recurso às modernas tecnologias de análise. A mineralogia acompanha hoje o caminho da chamada cristalografia estrutural, nova disciplina de âmbito alargado a todos os sólidos cristalinos, sejam eles inorgânicos ou orgânicos, naturais e artificiais ou sintéticos.

Por mineral entende-se hoje um corpo sólido, natural, de composição química variável dentro de limites bem estabelecidos, caracterizado por uma disposição geométrica dos seus átomos, segundo redes tridimensionais, próprias de cada espécie. Diz-se, então que os minerais têm estrutura cristalina. Fogem a esta regra, por exemplo, a opala, uma variedade de sílica amorfa, isto é, não cristalina. Amorfo é também o vidro vulcânico, principal constituinte de rochas como a pedra-pomes ou a obsidiana, e a moldavite[2]
Opala, à esquerda, moldavite e obsidiana.
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Ainda que cristalinas, não são considerados minerais os materiais sólidos produzidos artificialmente. Hoje em dia, são muitos os chamados sintéticos, isto é, substâncias química e estruturalmente semelhantes a determinadas espécies minerais produzidas (sintetizadas) em laboratório e/ou industrialmente. O diamante, o rubi ou o quartzo sintéticos não são, pois, minerais. A sua produção com fins tecnológicos de ponta é hoje uma rotina.
A mineralogia é a ciência que estuda os minerais, nela se separando uma mineralogia pura, interessada nos aspectos científicos fundamentais, do saber pelo saber, e uma mineralogia aplicada, visando a utilização dos minerais como matérias-primas nas mais variadas indústrias e utilizações.

Minerais e cristais são, pois, duas realidades indissociáveis. Por tradição, o conceito de cristal implicava o carácter poliédrico (facetado) do sólido, fosse ele uma substância mineral ou orgânica, natural ou produzida artificialmente. Tal concepção foi abandonada a partir do momento em que se tornou conhecida a estrutura íntima, à escala atómica, dos corpos no estado sólido. Assim, cristal é hoje entendido como uma porção uniforme de matéria cristalina, limitada ou não por faces planas bem definidas. Tenha-se, por isso, em atenção que um grão de areia de quartzo, por mais boleado que esteja, não deixa de ser matéria cristalina.
Cristal poliédrico de quartzo (à esquerda) e grãos de areia de quartzo muito bem boleados e brilhantes por efeito de prolongado rolamento numa praia.
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A estrutura cristalina é reticular e triperiódica, isto é, consta de uma rede tridimensional baseada num dado motivo ou malha, de forma paralelepipédica, que se repete nas três direcções do espaço.

Rede triperiódica do quartzo. As esferas pretas representam o silício
 e as vermelhas, o oxigénio.
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Um tal arranjo geométrico tridimensional é posto em evidência, entre outras manifestações, pelas faces do cristal. Mas não é demais repetir: nem sempre a matéria cristalina se manifesta com a configuração de um cristal, no sentido vulgar do termo, isto é, no de um corpo poliédrico, total ou parcialmente limitado por faces planas.


[1]  O termo cristalografia, como nome de uma ciência, iniciada em começos do século XIX, em França, com René-Just Haüy (1743 - 1822), tem por étimo a palavra grega crystallós, que tanto significava gelo (de água) como quartzo hialino, então considerado água gelada a um grau de intensidade que era impossível descongelar.

[2] - Moldavite Tectito de cor esverdeada a negra, encontrado na Moldávia, gerado pelo impacto de um meteorito, há cerca de 14,7 milhões de anos, no local onde é hoje a cratera de Riess, Alemanha. É um material vítreo contendo bolhas de ar, utilizado como gema. O mesmo que moldauíto

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