I minerali e le rocce

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1 I minerali e le rocce 1

2 Esperimento: «Costruiamo un cristallo di salgemma» Facciamo un breve riepilogo dell attività che abbiamo svolto in classe: Materiale occorrente: Fornello, sale da cucina (NaCl), acqua, cucchiaino, un pentolino, bastoncini o matite, filo di cotone colorato, lente di ingrandimento Esecuzione: Portiamo l acqua nel pentolino ad ebollizione e aggiungiamo man mano, mescolando, dei cucchiaini di sale finchè la soluzione non diventa satura. Poniamo sul bordo del pentolino, prima che l acqua si raffreddi, i bastoncini o le matite ai quali sono stati legati i fili di cotone. Facciamo riposare la soluzione per 3 o 4 giorni, senza muoverla. Fenomeno osservato: Dopo un po di giorni si formeranno dei granelli di sale, sulla parte superiore del filo di cotone. I granelli, se osservati meglio con la lente, sono spigolosi e hanno la forma di un cubo. Spiegazione del fenomeno: Una soluzione è il miscuglio tra un soluto e un solvente. Nel nostro caso il soluto è il sale, il soluto l acqua. Quando, aggiungendo all acqua del sale questo rimarrà sul fondo la soluzione diventerà satura, cioè il solvente non riuscirà a sciogliere altro soluto. La solubilità inoltre dipende anche dalla temperatura. Quando la soluzione si raffredderà, per capillarità la soluzione, assorbita dai fili di cotone, formerà dei cristalli di salgemma. Lezione introduttiva 1 2

3 La Terra è formata da tre «strati»: 1) CROSTA TERRESTRE CONTINENTALE( più leggera) OCEANICA LITOSFERA 2) MANTELLO LITOSFERICO (parte solida) ASTENOSFERA (rocce allo stato semisolido, pastoso) 3) NUCLEO Prima lezione 3

4 N.B. La Terra ha un raggio di 6370 km! Quanti e quali sono gli elementi che formano la Terra?? 90! I maggiori sono: - OSSIGENO (O₂) 46% - SILICIO (Si) 28% - ALLUMINIO (Al) 8% - FERRO (Fe) 5% Prima lezione 4

5 Ricordi i maggiori elementi chimici che formano l atmosfera?? Atmosfera 1% 1% AZOTO 21% 77% OSSIGENO ARGON ALTRI Che cosa è un minerale? È UNA SOSTANZA NATURALE E SOLIDA, FORMATA DA DETERMINATI ELEMENTI CHIMICI ( E QUINDI DA UNA DETERMINATA FORMULA CHIMICA). ESEMPIO: IL SALGEMMA O SALE È UN MINERALE, CIOÈ UNA SOSTANZA NATURALE E SOLIDA FORMATA DAGLI ELEMENTI CHIMICI, IL SODIO (Na) E IL CLORO (Cl) CHE FORMANO IL CLORURO DI SODIO (NaCl). Prima lezione 5

6 Gli atomi dei determinati elementi possono avere una disposizione ordinata : in questo caso formano i CRISTALLI I SOLIDI CRISTALLINI, AVENDO GLI ATOMI ORDINATI, HANNO FORME GEOMETRICHE DEFINITE, DETTE POLIEDRI Che cosa è un POLIEDRO? ( dal greco : tante )? È UN SOLIDO AVENTE COME FACCE DEI POLIGONI Prima lezione 6

7 È UNA PORZIONE DI PIANO, DELIMITATA DA UNA SPEZZATA CHIUSA, CHE HANNO 3 O PIÚ ANGOLI (TRIANGOLO, QUADRILATERO, PENTAGONO ) Il CUBO È UN POLIEDRO FORMATO DA 6 FACCE POLIGONALI, OSSIA DA 6 FACCE QUADRATE! ESEMPIO: Gli atomi di sodio (Na) e di cloro (Cl), che formano il sale (NaCl) sono disposti in maniera ordinata nello spazio a formare una struttura a forma di CUBO che si ripete infinite volte e forma il RETICOLO CRISTALLINO. La forza che tiene insieme gli atomi (o meglio ioni) è la forza elettrostatica! Prima lezione 7

8 Lo stesso elemento chimico, disposto in maniera ordinata ma diversa, può formare minerali diversi: ESEMPIO: IL CARBONIO (C ) DIAMANTE GRAFITE I MINERALI I CUI ELEMENTI NON HANNO UNA DISPOSIZIONE ORDINATA SI DICONO SOLIDI AMORFI COME IL VETRO E L OSSIDIANA. 8

9 Ripassiamo la lezione precedente: La Terra è formata da...: 3 strati crosta terrestre,., mantello nucleo. crosta continentale La crosta terrestre è divisa ulteriormente in.. e crosta oceanica Il mantello è suddiviso in.. Mantello litosferico e. Astenosfera crosta continentale crosta oceanica La litosfera è formata da:.,., Mantello litosferico Seconda lezione 9

10 Gli elementi che formano la Terra sono quelli naturali che si trovano sulla.. litosfera Sono circa 90 elementi. I maggiori sono l., ossigeno il silicio, l.. alluminio e il ferro. azoto L atmosfera è invece formata prevalentemente da., ossigeno e. argon Un minerale è una sostanza solida e naturale, formata da. determinati elementi chimici Il sale o salgemma è formato da e sodio.. cloro Un minerale è detto cristallo o solido cristallino se gli elementi hanno una. disposizione ordinata Seconda lezione 10

11 poliedri I solidi cristallini assumono forme geometriche dette.. poligonali Un poliedro è un solido che ha facce. cubica Il salgemma ha una struttura poliedrica. disposizione Alcuni elementi chimici formano diversi minerali a seconda della degli elementi come il.. carbonio Il carbonio può formare il diamante o la grafite I minerali i cui elementi non hanno una disposizione ordinata si dicono.. amorfi E sono il e vetro l. ossidiana Seconda lezione 11

12 LA CRISTALLIZZAZIONE O LA FORMAZIONE DEI MINERALI AVVIENE IN 2 MODI: 1) PER SOLIDIFICAZIONE DEL MAGMA CHE FUORIESCE DAL VULCANO COME LAVA O CHE RIMANE SOTTOTERRA E SI RAFFREDDA 2)PER EVAPORAZIONE DELL ACQUA AD OPERA DEL SOLE; NELL ACQUA SONO DISCIOLTI I MINERALI (ES. IL SALE) I MINERALI POSSONO ESSERE RICONOSCIUTI E SUDDIVISI IN BASE A: PROPRIETÀ FISICHE PROPRIETÀ CHIMICHE Seconda lezione 12

13 PROPRIETÀ FISICHE DUREZZA = LA RESISTENZA DI UN MINERALE ALLA SCALFITURA IN BASE ALLA DUREZZA I MINERALI SONO ORDINATI SECONDO LA SCALA DI MOHS (dal più tenero al più duro) Seconda lezione 13

14 Seconda lezione 14

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16 Seconda lezione 16

17 PROPRIETÀ CHIMICHE GRUPPI (IN BASE AGLI ELEMENTI CHIMICI DI CUI SONO COSTITUITI) - I PIÚ NUMEROSI SONO I SILICATI ( Silicio + ossigeno + altri elementi) come miche e feldspati - CLORURI come il salgemma - OSSIDI (Ossigeno + metallo) come il quarzo - CARBONATI (Carbonato + metallo) come il carbonato di calcio, costituente delle rocce calcaree Seconda lezione 17

18 Curiosità Mica deriva dal latino micare che significa BRILLARE MICA MIKA 18

19 Che cosa è una roccia? In genere la roccia è formata o da un unico minerale o dal miscuglio di minerali diversi (al massimo quattro) ROCCIA OMOGENEA: salgemma, gesso ROCCIA ETEROGENEA: granito MICA FELDSPATO QUARZO ROSA NULE (Italia, Sardegna) GRANITO ROSA BETA (Italia, Sardegna) Terza lezione 19

20 MICA, QUARZO E FELDSPATO si trovano in tutti i tipi di Granito: sono detti minerali fondamentali I minerali presenti in quantità modeste si dicono minerali accessori Oltre alla composizione mineralogica, le rocce vengono classificate in base al processo che ha portato alla loro formazione: Sono le più 1 2 abbondanti! 3 Rocce magmatiche o ignee Rocce sedimentarie Rocce metamorfiche Derivano dalla solidificazione del magma Derivano dall accumulo e deposito di materiali Derivano dalla trasformazione delle prime due a causa di forti temperature o pressioni 20

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22 ROCCE MAGMATICHE Le rocce che si trovano nell astenosfera si presentano ad uno stato semifluido e non fondono del tutto perché sono sottoposte ad enormi pressioni. Quando però il magma trova una spaccatura nella litosfera, riesce a passare allo stato fuso e raccogliersi in una camera magmatica dalla quale può risalire verso la superficie: 1) ROCCE MAGMATICHE INTRUSIVE Il magma rimane intrappolato nella crosta 2) ROCCE MAGMATICHE EFFUSIVE Il magma esce all esterno come lava Le rocce sono costituite da cristalli di vari minerali, molto visibili, che le costituiscono: - GRANITO (Monte Bianco) - TUFO 1 2 Le rocce sono costituite da cristalli piccolissimi perché il magma si è raffreddato velocemente, permettendo una piccola o nessuna crescita dei cristalli: - BASALTO - PORFIDO (sampietrino) - POMICE - OSSIDIANA (no cristalli) Quarta lezione 22

23 Il tufo è una roccia piroclastica, cioè è una roccia che si è formata dall accumulo di materiali solidi proiettati nell atmosfera dai vulcani (cenere, sabbie e lapilli a seconda della granulometria) Il Colosseo è stato costruito con l impiego di molti materiali: in prevalenza TRAVERTINO, ma anche tufo (pilastri secondari) Quarta lezione 23

24 ROCCE SEDIMENTARIE Le rocce che si trovano sulla superficie terrestre subiscono processi di alterazione da parte degli agenti atmosferici che ne provocano la disgregazione e il trasporto. Pensiamo ai processi di gelo e disgelo, al movimento dei ghiacciai e dei fiumi, all azione del vento e della pioggia Il sedimento risultante dalla disgregazione (materiale sciolto), di varia origine (organica o inorganica), si può depositare sia sulle terre emerse che sul fondo degli oceani. Quarta lezione 24

25 La diagenesi è la trasformazione del sedimento in roccia Quarta lezione 25

26 Le rocce sedimentarie, a seconda della loro origine vengono divise in 3 gruppi: Rocce clastiche Rocce chimiche Rocce organogene Formate da frammenti di rocce ESEMPIO: Le argille sono formate da sottilissime particelle derivanti da fanghi Formate in seguito al deposito di sali presenti nell acqua quando questa evapora ESEMPIO: salgemma e rocce calcaree come il travertino Formate da resti di organismi viventi. I gusci o gli scheletri di molluschi, coralli, diatomee si accumulano e si trasformano in rocce ESEMPIO: atolli e barriere coralline formano il calcare organogeno Quarta lezione 26

27 ROCCE METAMORFICHE Le rocce magmatiche e sedimentarie si trasformano, cioè cambia la struttura cristallina dei minerali e la loro composizione chimica. Temperatura Pressione Il magma incandescente, risalendo, viene a contatto con rocce; l intenso calore prolungato permette la formazione di cristalli più grandi e cambiamenti nella composizione chimica ESEMPIO: Il MARMO ha evidenti cristalli di carbonato di calcio ESEMPIO: l ARDESIA, deriva dall azione prolungata di materiali su roccia sedimentaria argillosa sui fondali marini. Proprio questa azione rende l ardesia scistosa, ossia risulta formata da lamine parallele. 27