Fabio Fantini Simona Monesi Stefano Piazzinizini. Minerali, i, rocce, vulcani e. terremoti. secondo biennio

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3 Copyright 2013 Italo Bovolenta editore s.r.l., Ferrara [5960] I diritti di elaborazione in qualsiasi forma o opera, di memorizzazione anche digitale su supporti di qualsiasi tipo (inclusi magnetici e ottici), di riproduzione e di adattamento totale o parziale con qualsiasi mezzo (compresi i microfilm e le copie fotostatiche), i diritti di noleggio, di prestito e di traduzione sono riservati per tutti i paesi. L acquisto della presente copia dell opera non implica il trasferimento dei suddetti diritti né li esaurisce. Per le riproduzioni ad uso non personale (ad esempio: professionale, economico, commerciale, strumenti di studio collettivi, come dispense e simili) l editore potrà concedere a pagamento l autorizzazione a riprodurre un numero di pagine non superiore al 15% delle pagine del presente volume. Le richieste per tale tipo di riproduzione vanno inoltrate a Centro Licenze e Autorizzazioni per le Riproduzioni Editoriali (CLEARedi) Corso di Porta Romana, n Milano e sito web L editore, per quanto di propria spettanza, considera rare le opere fuori del proprio catalogo editoriale, consultabile al sito La fotocopia dei soli esemplari esistenti nelle biblioteche di tali opere è consentita, oltre il limite del 15%, non essendo concorrenziale all opera. Non possono considerarsi rare le opere di cui esiste, nel catalogo dell editore, una successiva edizione, le opere presenti in cataloghi di altri editori o le opere antologiche. Nei contratti di cessione è esclusa, per biblioteche, istituti di istruzione, musei ed archivi, la facoltà di cui all art ter legge diritto d autore. Maggiori informazioni sul nostro sito: Realizzazione editoriale: Progetto grafico: Chialab, Bologna Disegni: Andrea Pizzirani Ideazione e soggetto dei video «Laboratorio semplice»: Reinventore srl Copertina: Progetto grafico e realizzazione: Chialab, Bologna Immagine di copertina: Masterfile Prima edizione: febbraio 2013 L impegno a mantenere invariato il contenuto di questo volume per un quinquennio (art. 5 legge n. 169/2008) è comunicato nel catalogo Zanichelli, disponibile anche online sul sito ai sensi del DM 41 dell 8 aprile 2009, All. 1/B. File per diversamente abili L editore mette a disposizione degli studenti non vedenti, ipovedenti, disabili motori o con disturbi specifici di apprendimento i file pdf in cui sono memorizzate le pagine di questo libro. Il formato del file permette l ingrandimento dei caratteri del testo e la lettura mediante software screen reader. Le informazioni su come ottenere i file sono sul sito Suggerimenti e segnalazione degli errori Realizzare un libro è un operazione complessa, che richiede numerosi controlli: sul testo, sulle immagini e sulle relazioni che si stabiliscono tra essi. L esperienza suggerisce che è praticamente impossibile pubblicare un libro privo di errori. Saremo quindi grati ai lettori che vorranno segnalarceli. Zanichelli editore S.p.A. opera con sistema qualità certificato CertiCarGraf n.477 secondo la norma UNI EN ISO 9001:2008

4 INDICE La chimica di Rippa - primo biennio indice CAPITOLO 1 DIDATTICA ATTIVA A APPROFONDIMENTI I quasi-cristalli I reticoli di Bravais Minerali e alta tecnologia GALLERIA FOTOGRAFICA t I minerali più comuni I minerali 1.1 La Terra: un pianeta a strati... ST/2 1.2 I materiali del pianeta Terra... ST/3 1.3 Composizione della crosta terrestre... ST/3 PER SAPERNE DI PIÙ > Abbondanza relativa degli elementi... ST/4 1.4 Minerali e rocce... ST/5 1.5 Minerali e cristalli... ST/6 1.6 Struttura dei cristalli... ST/8 1.7 Classificazione dei solidi cristallini... ST/ Minerali polimorfi... ST/ Minerali isomorfi... ST/12 PER SAPERNE DI PIÙ > Fullereni... ST/13 PER SAPERNE DI PIÙ > Cristalli misti... ST/ Proprietà dei minerali... ST/ Classificazione dei minerali... ST/16 PER SAPERNE DI PIÙ > I cristalli più grandi del mondo... ST/19 ANIMAZIONE d Diamante e grafite in 3D ATTIVITÀ Tavola periodica interattiva Riconoscere i minerali SCHEDE DI LABORATORIO Formazione e crescita dei cristalli b La durezza dei minerali LABORATORIO SEMPLICE La forma dei cristalli VIDEO La formazione dei minerali La struttura cristallina dei minerali SPAZIO CLIL What makes gems so special III

5 INDICE Elementi di scienze della Terra - secondo biennio CAPITOLO 2 Le rocce 2.1 Le rocce e la loro formazione... ST/ Il processo magmatico... ST/ Il processo sedimentario... ST/ Il processo metamorfico... ST/ Rocce magmatiche: i minerali... ST/ La struttura dei silicati... ST/ Rocce magmatiche: la struttura... ST/28 PER SAPERNE DI PIÙ > Le rocce magmatiche in Italia... ST/ Rocce sedimentarie: la formazione e la struttura... ST/ Rocce sedimentarie clastiche... ST/ Rocce sedimentarie organogene... ST/36 PER SAPERNE DI PIÙ > L olio di pietra ovvero il petrolio... ST/ Rocce sedimentarie chimiche... ST/ Rocce metamorfiche: la ricristallizzazione... ST/ Rocce metamorfiche: azione di temperatura e pressione... ST/ La serie metamorfica... ST/ Tipi di metamorfismo... ST/ Rocce metamorfiche: la struttura... ST/ Il ciclo litogenetico... ST/46 DIDATTICA ATTIVA A t d APPROFONDIMENTI Amianto: un minerale pericoloso Scogliere coralline e atolli L evaporazione del Mediterraneo Il marmo di Carrara GALLERIE FOTOGRAFICHE Le rocce magmatiche più comuni Le rocce sedimentarie più comuni Le rocce metamorfiche più comuni ANIMAZIONI Dai sedimenti alle rocce sedimentarie L origine di un giacimento di carbone La formazione di giacimenti petroliferi Gli ambienti del metamorfismo Il ciclo litogenetico b SCHEDA DI LABORATORIO Riconoscere le rocce LABORATORIO SEMPLICE Le rocce intorno a noi VIDEO Lo studio delle rocce La formazione delle rocce sedimentarie SPAZIO CLIL Asbestos: health hazard Darwin s coral reefs and atolls IV

6 INDICE Elementi di scienze della Terra - secondo biennio CAPITOLO 3 I vulcani 3.1 I vulcani e la formazione dei magmi... ST/51 PER SAPERNE DI PIÙ > Raffreddamento del magma e cristallizzazione frazionata... ST/ Eruzioni vulcaniche... ST/ I prodotti dell eruzione vulcanica... ST/55 PER SAPERNE DI PIÙ > Datazione delle eruzioni del passato... ST/ Edifici vulcanici... ST/ Attività idrotermale... ST/61 DIDATTICA ATTIVA A APPROFONDIMENTI L eruzione del Vesuvio del 79 d.c. Il rischio vulcanico I vulcani in Italia Le applicazioni dell energia geotermica ANIMAZIONI d Le caldere (in 2 parti) I geyser VIDEO I tipi di eruzione La forma dei vulcani t I vulcani più spettacolari GALLERIA FOTOGRAFICA SPAZIO CLIL Monitoring volcanoes Geothermal energy V

7 INDICE Elementi di scienze della Terra - secondo biennio CAPITOLO 4 Terremoti 4.1 I fenomeni sismici... ST/ Onde sismiche... ST/ Energia dei terremoti... ST/ Maremoti... ST/ Il rischio sismico in Italia... ST/ La difesa dai terremoti... ST/75 PER SAPERNE DI PIÙ > Che cosa fare durante i terremoti... ST/76 DIDATTICA ATTIVA A d APPROFONDIMENTI Giuseppe Mercalli Il maremoto del 2004 in Indonesia Il maremoto del 2011 in Giappone Il terremoto di Messina La sismologia italiana dalle origini a oggi ANIMAZIONI Il rimbalzo elastico Come funziona il sismografo Le onde sismiche P e S e le onde superficiali: schemi di propagazione Lo tsunami generato da un terremoto VIDEO Misurare i danni di un terremoto Il rischio sismico SCHEDA DI LABORATORIO b I terremoti LABORATORIO SEMPLICE Le onde sismiche SPAZIO CLIL Tsunamis VI

8 Elementi di Scienze della Terra

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10 La Terra, la nostra casa L umanità è parte di un grande universo in evoluzione. La Terra, nostra casa, è viva e ospita un unica comunità vivente. Le forze della natura fanno dell esistenza un avventura impegnativa e incerta, ma la Terra ha fornito le condizioni essenziali per l evoluzione della vita. La resistenza della comunità degli esseri viventi e il benessere dell umanità dipendono dalla preservazione della salute della biosfera, con tutti i suoi sistemi ecologici, da una ricca varietà vegetale e animale, dalla fertilità del suolo, dalla purezza dell aria e delle acque. L ambiente globale, con le sue risorse finite, è una preoccupazione comune di tutti i popoli. Tutelare la vitalità, la diversità e la bellezza della Terra è un impegno sacro. DA «CARTA DELLA TERRA» La Carta della Terra è una dichiarazione di principi etici fondamentali per la costruzione di una società globale giusta, sostenibile e pacifica nel 21 secolo. La Carta si propone di ispirare in tutti i popoli un nuovo sentimento d interdipendenza globale e di responsabilità condivisa per il benessere di tutta la famiglia umana, della grande comunità della vita e delle generazioni future. Il testo finale della Carta della Terra, che venne approvato nel corso di un meeting della Commissione presso il quartier generale dell UNESCO, a Parigi, nel 2000, contiene una prefazione, 16 principi fondamentali, 61 articoli e una conclusione intitolata «Uno sguardo al futuro». Sito ufficiale italiano dove si può scaricare la Carta: ST/1

11 CAPITOLO1 I minerali A 1.1 La Terra: un pianeta a strati Gli astronauti che osservano il globo terrestre dallo spazio sono impressionati dai vivaci colori del nostro pianeta: il blu intenso delle acque oceaniche, le tonalità che sfumano dal marrone al verde delle terre emerse, le bianche e brillanti coltri nuvolose sparse irregolarmente sopra la superficie (figura 1.1 A). A queste tre colorazioni corrispondono le tre principali componenti del pianeta. La Terra è costituita da una componente solida, una liquida e una aeriforme (figura 1.1 B). La Terra solida, chiamata geosfera, o litosfera se ci riferiamo alla parte vicina alla superficie, è quella sulla quale camminiamo; la Terra liquida, chiamata idrosfera, è quella nella quale galleggiamo; la Terra aeriforme, chiamata atmosfera, è quella nella quale affondiamo. Una quarta sfera, la biosfera, è quella in cui si trova la materia vivente, che costituisce gli organismi. La biosfera occupa una posizione particolare, a cavallo fra gli strati inferiori dell atmosfera, l intera idrosfera e la parte più esterna della geosfera. La posizione della biosfera non è sorprendente, se si ricorda che la densità della materia vivente è prossima a quella dell acqua. B Atmosfera Geosfera Idrosfera FIGURA 1.1 (A), la Terra fotografata dallo spazio. (B), i materiali che formano la Terra sono disposti in maniera stratificata, quelli meno densi sovrapposti a quelli più densi. La distribuzione dei materiali solidi, le rocce, di quelli liquidi, le acque, e di quelli gassosi, l aria, è direttamente collegata all azione della forza di gravità. Ogni corpo è attratto verso il baricentro, che corrisponde approssimativamente al centro della sfera terrestre. Sono attratti maggiormente verso il centro di gravità i corpi a densità maggiore, cioè quelli che a parità di volume hanno maggiore massa. I materiali più pesanti tendono perciò a disporsi più vicino al centro, quelli più leggeri in periferia. Il risultato è una disposizione stratificata, a sfere concentriche. Abitualmente consideriamo il pianeta Terra costituito soltanto di materiali allo stato solido e liquido. Infatti siamo portati a identificare la superficie esterna del pianeta con quella delle terre e delle acque. Non si può però dimenticare che al di sopra di questa superficie si estende uno spessore di alcune migliaia di kilometri di materiale allo stato aeriforme. Questo materiale è estremamente rarefatto, rispetto alla Terra liquida e alla Terra solida: il suo apporto alla massa del pianeta è del tutto trascurabile (circa un milionesimo del totale). ST/2

12 CAPITOLO 1 I minerali 1.2 I materiali del pianeta Terra Noi viviamo sulla superficie della Terra solida, ci spostiamo a volte sulla superficie della Terra liquida e siamo immersi nella Terra aeriforme. Per lo studio delle caratteristiche del nostro pianeta occorre prendere in esame tutti e tre gli stati di aggregazione. Solo una sostanza, l acqua, si trova comunemente in tutti e tre gli stati. L acqua, con alcuni sali in essa disciolti, costituisce l idrosfera. L atmosfera è formata prevalentemente da due gas, l azoto per i 4/5 e l ossigeno per 1/5, e per circa l uno per cento da altri gas. La geosfera, invece, presenta una notevole varietà di composizione. A Materiali più leggeri Ferro Allo stato liquido l acqua si trova sulla superficie terrestre nei mari, nei fiumi e nei laghi; inoltre penetra in profondità a costituire la falda freatica. Allo stato solido si trova come ghiaccio a formare le estese calotte polari e i ghiacciai continentali. Allo stato di vapore è sempre presente negli strati inferiori dell atmosfera, dove dà luogo ai fenomeni metereologici. Crosta Mantello Nucleo Anche i materiali della geosfera sono caratterizzati da una distribuzione in sfere concentriche in base alla densità. La stratificazione delle sostanze solide si realizzò nelle fasi iniziali della formazione della Terra, quando i materiali erano ancora allo stato fluido ed erano liberi di spostarsi sotto l influsso della forza di gravità. Si formarono tre gusci principali: un nucleo centrale, un mantello che lo avvolge e una crosta che ricopre a sua volta il mantello (figura 1.2). La Terra conserva una parte di quel calore primordiale. Infatti, uno strato del nucleo si trova ancora allo stato fluido, mentre il resto del nucleo, il mantello e la crosta sono allo stato solido. Noi che ci troviamo sulla superficie siamo condizionati dalla composizione chimica della crosta terrestre, con la quale interagiamo di continuo; solo indirettamente ci influenza la composizione degli strati più profondi. B FIGURA 1.2 (A), nella Terra primordiale, il ferro spro - fon dò verso il centro, i materiali meno densi migrarono verso l esterno e la Terra diventò un pianeta «stratificato» (B), suddiviso in sfere concentriche, con un denso nucleo di ferro e una sottile crosta di rocce leggere, separati da uno spesso mantello formato da rocce pesanti. 1.3 Composizione della crosta terrestre Per spiegare i fenomeni che interessano la parte solida del pianeta occorre conoscere la composizione chimica della materia di cui è fatta la crosta terrestre. Gli elementi chimici che, in misura diversa, entrano a fare parte delle sostanze presenti in natura sono 90. Solamente otto di questi sono effettivamente abbondanti nella crosta terrestre, tanto da formarne il 98,8%. Si tratta dell ossigeno O, del silicio Si e di alcuni metalli: alluminio Al, ferro Fe, calcio Ca, magnesio Mg, sodio Na e potassio K (figura 1.3). FIGURA 1.3 Gli elementi che compongono la crosta terrestre a confronto con quelli dell intera Terra. Circa il 90% in massa della intera Terra è formato da quattro elementi: ferro, ossigeno, silicio e magnesio. L ossigeno, il silicio e l alluminio rappresentano, da soli, l 80% della crosta. Ferro (6%) Magnesio (4%) Alluminio (1,1%) Altri (<1%) Alluminio (8%) Calcio (2,4%) Calcio (1,1%) Potassio (2,3%) Zolfo (1,9%) Silicio (28%) Ossigeno (46%) Sodio (2,1%) Altri (<1%) Nichel (2,4%) Magnesio (13%) Silicio (15%) Ferro (35%) Ossigeno (30%) Crosta terrestre Intera Terra ST/3

13 CAPITOLO 1 I minerali ATTIVITÀ Tavola periodica interattiva Se consideriamo l abbondanza degli elementi chimici dal punto di vista del loro volume, la prevalenza dell ossigeno diventa ancora più evidente. È forse paradossale, ma oltre il 90% del volume dei materiali solidi su cui camminiamo e con cui costruiamo i nostri edifici è dovuto a un elemento, l ossigeno, che ci è molto più familiare come gas. Due elementi da soli, l ossigeno e il silicio, rappresentano oltre il 70% in massa della crosta. L ossigeno come elemento si trova allo stato gassoso nell atmosfera. Combinato con l idrogeno, si trova nelle molecole di acqua dell idrosfera. In quasi tutti i composti chimici allo stato solido che costituiscono la geosfera sono presenti atomi di ossigeno, legati nella maggior parte dei casi sia al silicio sia a metalli. Quasi la metà della massa della crosta è dovuta all ossigeno. Nei composti solidi della crosta terrestre gli atomi degli elementi chimici sono legati tra loro in combinazioni molto varie. Si tratta in prevalenza di ossidi e sali. Tra questi i più frequenti sono i composti costituiti da ossigeno, silicio e uno o più metalli, che prendono il nome di silicati. Il nostro pianeta può essere definito, almeno nella sua parte esterna, una sfera fatta di silicati in cui sono presenti un po di ioni metallici. PER SAPERNE DI PIÙ Abbondanza relativa degli elementi Dei 112 elementi riportati nel Sistema periodico, solo 90 si trovano in natura; gli altri sono stati preparati artificialmente. Nella figura sono riportate le percentuali in massa degli elementi più abbondanti nell'universo, nella Terra, nella crosta terrestre e nel corpo umano. La percentuale in massa di un elemento indica quanti grammi di quell elemento sono contenuti in 100 grammi di materia. Si può notare che l idrogeno e l elio, i primi e i più leggeri elementi, costituiscono da soli oltre il 97% in massa di tutto l universo. La Terra è invece costituita per oltre il 90% da quattro elementi: ossigeno, ferro, silicio e magnesio. Se esaminiamo la composizione della sola crosta terrestre, possiamo notare che il silicio e l ossigeno ne costituiscono quasi il 75%. Se confrontiamo questi valori con quelli relativi al corpo umano, vediamo che noi, come la maggior parte degli organismi, siamo costituiti per il 75% da ossigeno e idrogeno: l acqua da sola è presente per oltre il 50%; inoltre per il 18% siamo fatti di carbonio, elemento caratteristico di tutti i composti organici. L azoto (8%) è contenuto principalmente nelle proteine e negli acidi nucleici, mentre il calcio (2%) e il fosforo (1%) sono contenuti soprattutto nelle ossa. Il rimanente 0,9% della massa del corpo umano è costituito da una dozzina di altri elementi. È interessante notare la rilevante presenza del silicio e del carbonio, due elementi che si trovano nello stesso gruppo del Sistema periodico. Il silicio è particolarmente abbondante nelle rocce della crosta terrestre, mentre il carbonio è presente in modo significativo nel mondo dei viventi. Notiamo anche che gli elementi chimici più abbondanti negli organismi, a parte l idrogeno, sono quelli che si trovano in alto a destra nel Sistema periodico: carbonio, azoto, ossigeno, fosforo e zolfo. % H He Fe O Si Mg O Si Al Fe O C H N Percentuale in massa degli elementi più abbondanti nell universo, nel pianeta Terra, nella crosta terrestre e nel corpo umano. ST/4

14 CAPITOLO 1 I minerali 1.4 Minerali e rocce I materiali che costituiscono la Terra solida sono i minerali, se presi singolarmente, e le rocce, se consideriamo i miscugli dei minerali. Un minerale è un corpo solido naturale omogeneo, costituito da un elemento o da un composto chimico generalmente inorganico e caratterizzato da specifiche proprietà fisiche. I minerali sono solidi cristallini. Un cristallo è un solido costituito da particelle (atomi, ioni o molecole) che presentano nello spazio una disposizione precisa e ordinata. L ordine e la regolarità della disposizione delle particelle caratterizzano quella che è chiamata la struttura cristallina del minerale. Una conseguenza della disposizione ordinata delle particelle è che i cristalli si presentano in forme regolari, prismatiche, ben riconoscibili, caratteristiche per ogni minerale. Le sostanze solide che non mostrano una forma geometrica regolare sono i solidi amorfi. Tuttavia anche i solidi amorfi tendono col tempo a passare a una più stabile struttura cristallina. Alcuni minerali che non assumono mai una particolare forma ben definita, detti minerali amorfi, presentano al loro interno a livello ultramicroscopico disposizioni ordinate delle particelle, rilevabili solo con opportuni strumenti (figura 1.4). APPROFONDIMENTO A I quasi-cristalli FIGURA 1.4 Il vetro è un esempio di solido amorfo, cioè senza una disposizione ordinata delle particelle. Tuttavia, soprattutto nei vetri antichi, come quelli di epoca romana trovati negli scavi archeologici, si nota una disposizione delle particelle di ossigeno e silicio che a breve raggio mostra una certa regolarità. Dal punto di vista chimico i minerali possono essere considerati sostanze pure, mentre le rocce sono miscugli eterogenei. I minerali sono i «mattoni» che formano le rocce: dalle loro proprietà dipendono quelle delle rocce. Una roccia è un aggregato eterogeneo di minerali. Il termine «aggregato» indica che i minerali di una roccia si trovano riuniti insieme in una sorta di miscuglio, in cui ciascun minerale conserva le proprie caratteristiche. In genere le rocce sono formate da più minerali diversi, ma in qualche caso può anche essere uno solo (figura 1.5). Il granito, per esempio, è una roccia formata da più minerali, soprattutto quarzo, mica e ortoclasio; il marmo, invece, è una roccia che consiste per intero del minerale calcite. I materiali della Terra solida possono essere descritti indicando i minerali oppure le rocce di cui sono costituiti. Nel primo caso la descrizione è più precisa e rigorosa. Tuttavia, se usata su vasta scala, questa descrizione può FIGURA 1.5 I minerali sono solidi cristallini caratterizzati da forme poliedriche e delimitate da facce piane. Le rocce sono aggregati di minerali. Nel campione di roccia rappresentato i cristalli bianchi sono di quarzo, quelli dorati di pirite, quelli neri di sfalerite. ST/5

15 CAPITOLO 1 I minerali risultare dispersiva e inutilizzabile a causa delle ridotte dimensioni dei cristalli. È molto più efficace una descrizione dei materiali in termini di rocce, cioè di aggregati caratteristici di minerali (figura 1.6). Ci interesseremo prima dei minerali. La loro conoscenza ci servirà poi per comprendere appieno il significato della diversa composizione mineralogica delle rocce. FIGURA 1.6 I materiali con cui abbiamo comunemente a che fare sono le rocce, non i minerali. Se per descrivere la crosta terrestre utilizzassimo solo i minerali, otterremmo un immagine estremamente precisa, ma scarsamente significativa (vedi cerchi in figura). La visione d insieme che ci viene fornita dall analisi delle rocce è molto più utile per i nostri scopi. VIDEO La formazione dei minerali SCHEDA DI LABORATORIO b Formazione e crescita dei cristalli 1.5 Minerali e cristalli Iminerali sono corpi solidi cristallini, che si originano in natura attraverso processi inorganici. Si formano minerali, per esempio, nel corso di fenomeni vulcanici oppure a seguito di reazioni chimiche che avvengono nelle acque marine o ancora per effetto di elevate temperature e di forti pressioni su materiali solidi. Una perla è il prodotto dell attività biologica di un organismo. La perla perciò non è un minerale, a differenza del diamante che si è originato per un fenomeno fisico avvenuto a grande profondità (figura 1.7). Così come non sono minerali l acciaio, che pure forma cristalli, e il cemento, in quanto sono prodotti dell attività dell uomo. FIGURA 1.7 La perla, a differenza del diamante, non è un minerale, in quanto è stata costruita mediante un processo biologico da molluschi, come le ostriche. La perla ha la stessa composizione chimica del minerale aragonite, cioè carbonato di calcio CaCO 3. La forma sferica della perla è stata generata dai tessuti del mollusco, che hanno prodotto i cristalli lamellari di aragonite e li hanno disposti gli uni vicini agli altri in modo concentrico. ST/6

16 CAPITOLO 1 I minerali Ogni minerale ha una specifica composizione chimica, cui corrisponde pertanto una precisa formula chimica. Il rubino, per esempio, è un triossido di dialluminio e la sua formula è perciò Al 2 O 3 (figura 1.8). Il rubino si presenta in forme tipiche, che si rifanno sempre allo stesso modello generale di solido geometrico. Ogni minerale ha una propria caratteristica struttura cristallina. Nei vari minerali gli atomi sono disposti in base alle proprietà dei legami chimici presenti. Dalla specifica disposizione spaziale delle particelle di ogni minerale deriva la particolare forma geometrica che i cristalli dei vari minerali assumono. Se il cristallo si è potuto formare liberamente, accrescendosi in tutte le direzioni senza costrizioni, si presenta in natura sempre con la stessa forma, cioè con lo stesso abito cristallino (figura 1.9). L abito cristallino di un minerale è la forma con cui si accrescono i singoli cristalli o gli aggregati di cristalli. L abito è il tipico aspetto di un cristallo, assunto spontaneamente e determinato dallo sviluppo delle varie facce e dalla prevalenza di una o più forme semplici caratteristiche. Esistono minerali con abito cristallino a forma di cubo, di prisma, di ottaedro o di altri solidi geometrici. Spesso il solido cristallino mostra un abito che riconduce immediatamente al tipo di simmetria presente a livello particellare. È il caso dei cristalli di ghiaccio, quando formano le stelle esagonali dei fiocchi di neve, delle eleganti forme delle pietre preziose, dei granuli cubici del sale ecc. Altre volte la forma esterna non rispecchia quella delle figure regolari e simmetriche presenti a livello delle particelle. In questo caso il riconoscimento del cristallo è più problematico e occorre fare ricorso a strumenti specifici. FIGURA 1.8 Il rubino è un minerale contraddistinto da un bel colore rosso e da una durezza molto elevata. Il rubino è caratterizzato anche da una specifica composizione chimica, poiché è un triossido di dialluminio cui corrisponde la formula Al 2 O 3. LABORATORIO SEMPLICE La forma dei cristalli FIGURA 1.9 Abito cristallino di alcuni importanti minerali. (Da RUPERT HOCHLEITNER, Fotoatlante dei minerali e rocce, Zanichelli, Bologna 1984) Quarzo Feldspato Mica Olivina Granato Diamante Calcite Gesso ST/7

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