ISOMORFISMO (ISOSTRUTTURALISMO) Stessa struttura - diversa composizione

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1 ISOMORFISMO (ISOSTRUTTURALISMO) Stessa struttura - diversa composizione di I specie: vicarianza in un solo sito strutturale (olivina: Mg - Fe) di II specie: coinvolgimento di più siti strutturali (clinopirosseni: Mg-Fe, Si-Al, Ca-Na)

2 Olivine Il gruppo delle olivine è composto di minerali con formula generale: X 2 ZO 4 dove X = Mg, Fe 2+, (Ca, Ni); Z = Si. Formula generica delle olivine: (Fe,Mg) 2 SiO 4 I termini estremi (end-members) delle olivine sono: Mg 2 [SiO 4 ] (Fosterite) Fe 2 [SiO 4 ] (Fayalite) Sistema di cristallizzazione: ortorombico (Pbmn)

3 Grafico composizionale del gruppo delle olivine

4 Grafico di cristallizzazione dell olivina X Solido + liquido Solido + liquido 100% Fo Ol 1 Ol 2 X 1 X 2 100% Fa Ol 1, Ol 2 = composizione dell Olivina da un fuso di partenza di composizione X; X,X 1 = concentrazione del fuso di partenza; X 2 = concentrazione del fuso dopo cristallizzazione di Ol 2

5 INOSILICATI Catena semplice Pirosseni -Rombici - Monoclini Catena doppia Anfiboli -Rombici - Monoclini

6 Rappresentazione grafica della composizione degli anfiboli (rombici e monoclini). Quadrilatero Ca-Mg-ΣFe

7 POLIMORFISMO Stessa composizione diversa struttura Distorsivo (quarzo-α quarzo-β) Ricostruttivo (calcite-aragonite, grafite-diamante, quarzo-β-tridimite) Ordine-disordine (feldspato potassico: sanidino-ortoclasio-microclino) Politipismo (fillosilicati: miche, sepentino)

8 Polimorfismo distorsivo Quarzo-α (trig.) Quarzo-β (esag.)

9 Diagramma di fase della Silice

10 Polimorfismo riscostruttivo Polimorfi del CaCO 3

11 I Carbonati si dividono in sottoclassi: - carbonati anidri - carbonati idrati Nella sottoclasse principale (anidri) si individuano tre serie: calcite aragonite dolomite

12 Simmetrie dei carbonati anidri - ESAGONALI (Romboedrici 32/m), con i cationi di media grandezza (Ca, Mg, Fe, Mn, Zn) - ROMBICI (2/m 2/m 2/m), con cationi più grandi (Ca, Ba, Sr, Pb) Il limite di separazione è un raggio ionico di circa 1 Å, come quello del Calcio: per questa ragione è presente in entrambe le serie. La serie della dolomite, costituita da carbonati doppi (CO 3 ) 2, è caratterizzata dalla perdita di simmetria ( - 3) dovuta alle differenti dimensioni dei due cationi presenti (Ca e Mg).

13 Classificazione dei Carbonati

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16 Calcite

17 Altri carbonati della serie della Calcite Magnesite MgCO3 Smithsonite ZnCO3 Rodocrosite MnCO3

18 Carbonati rombici: 2/m 2/m 2/m Aragonite: CaCO 3 Geminato pseudoesagonale

19 Polimorfi del Carbonio

20 I polimorfi del Carbonio Diamante: struttura cubica (tetraedrica), ma non ad impacchettamento compatto buona sfaldatura {111} simmetria: 4/m-32/m abito: ottaedrico Grafite: struttura esagonale (anelli di sei atomi) sfaldatura facile: {0001} simmetria: 6/m2/m2/m abito: lamellare

21 POLITIPIA

22 OSSIDI Negli ossidi l ossigeno si trova combinato con uno o più metalli. Si dividono in: ossidi semplici e ossidi multipli -Gli ossidi semplici sono formati da un metallo e l ossigeno, con differenti rapporti X : O (X 2 O, XO, X 2 O 3, XO 2 ) -Gli ossidi multipli hanno due siti atomici (A e B) non equivalenti, occupati da metalli, con formula generale XY 2 O 4 Tipo X 2 O e XO Tipo X 2 O 3 Tipo XO 2 Tipo XY 2 O 4 Gruppo dell ematite Gruppo del rutilo Gruppo dello spinello Cuprite Cu 2 O Ematite Fe 2 O 3 Rutilo TiO 2 Spinello MgAl 2 O 4 Periclasio MgO Corindone Al 2 O 3 Pirolusite MnO 2 Gahnite ZnAl 2 O 4 Zincite ZnO Ilmenite FeTiO 3 Cassiterite SnO 2 Magnetite FeFe 2 O 4 Uraninite UO 2 Cromite FeCr 2 O 3

23 Idrossidi Brucite: Mg(OH) 2 Manganite: MnO(OH) Romanechite: BaMn 2+ Mn 4+ 8 O 16 (OH) 4 Goethite: αfeo(oh) Diasporo: αalo(oh)

24 Limonite: FeO. OH. nh 2 O

25 Alogenuri Minerali caratterizzati dalla presenza di alogeni elettronegativi: Cl -, Br -, F -, I - Salgemma: NaCl

26 Fluorite: CaF2

27 Varietà di quarzo Quarzo ialino Quarzo citrino Quarzo rosa Quarzo ametista

28 Altre forme di Quarzo Geode di quarzo Geode piena (Calcedonio) Varietà di Agata

29 ELEMENTI NATIVI Si dividono in: - Metalli - Semimetalli - Non-metalli I metalli nativi costituiscono tre gruppi: - gruppo dell oro (Fm3m), comprende: oro (Au), argento (Ag), rame (Cu) e piombo (Pb) - gruppo del platino (Fm3m), comprende: platino (Pt), palladio (Pd), iridio (Ir), osmio (Os) - gruppo del ferro: comprende ferro (Fe) (Im3m), e ferro-nickel (Fe-Ni) (Fm3m)

30 Semimetalli nativi: Arsenico (As), Antimonio (Sb) e Bismuto (Bi) R-3m (struttura a legame covalente) Non-metalli nativi: Zolfo (S), Carbonio (C): Diamante e Grafite Zolfo: ortorombico Fddd (molto rare le forme monocline) Struttura: anelli ondulati di 8 atomi