Materiais, Meio ambiente, Minérios

Qual é o mineral mais complexo do mundo?

Será mostrado o mineral que tem a estrutura mais complexa e o maior número de bits por unidade de célula.

O mineral

O mineral mais complexo do mundo se chama Ewingita, foi descoberto no ano de 2016. Encontrado na mina de urânio Plavno, na Bohemia Ocidental, República Tcheca. Esta é a fórmula química da Ewingita.

Mg_{8}Ca_{8}(UO_2)_{24}(CO_3)_{30}O_4(OH)_{12}(H_2O)_{138}

Conforme dá para ver na fórmula, a Ewingita é a base de urânio. Este minério é raro, provavelmente por se formar em uma faixa estreita de pH (indicador de acidez de uma substância). Até agora só foi encontrada na mina de Plavno. Acredita-se que a Ewingita se formou depois que a mina começou a ser explorada, interferindo no processo natural, expondo o material ao ar.

Estrutura cristalina

Este é o aglomerado de 2,3 nanômetros da Ewingita. Tem 24 poliedros de urânio (amarelo), o rosa é o íon de magnésio (Mg^{+2}), o azul é o íon de cálcio (Ca^{+2}) e o preto é o triângulo de carbonato.

Fonte: (Olds, 2016)

A estrutura tem simetria tetragonal.

A classe é ditetragonal dipiramidal.

Bits por unidade de célula

Este é um método de medir a complexidade dos cristais. Uma unidade de célula é o menor bloco que pode ser repetido para formar um cristal.

Toda unidade de célula é um paralelepípedo, atualmente existem 7 tipos de unidades.

O cálculo de bits por átomo é baseado na equação de Shannon, que calcula bits por símbolo.

H=-\sum_{i=1}^{S}p_{i}\cdot \log_{2}pi

p_{i} é a probabilidade de ocorrer um símbolo do conjunto S na posição i. Esta equação abaixo é para calcular quantos bits tem um átomo em uma estrutura cristalina.

I_{G}=-\sum_{i=1}^{k}p_{i} \log_{2}pi

Onde k é o número de órbitas cristalográficas, que são conjuntos de pontos simétricos em uma estrutura, e p_{i} é a probabilidade de ter um átomo em uma órbita cristalográfica i. Multiplicando pelo número de átomos v em uma unidade por célula, temos o número de bits por unidade de célula.

I_{G,Total}=v\cdot I_{G}

Apenas 2,5 % dos minerais tem mais de 1000 bits por unidade de célula. A Ewingita tem 12.684 bits por unidade de célula.

 

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