Che cosa sono? Parti solide della crosta terrestre formate da Atomi - Ioni Molecole che sono disposti secondo un ordine Che forma hanno? Possono presentarsi in masse informi o sotto l aspetto di Poliedri regolari detti CRISTALLI
Il Poliedro è una figura formata da più poligoni situati in piani diversi e disposti in modo che ciascun lato sia comune a due di essi Cristallo cubico di salgemma
I CRISTALLI I cristalli sono corpi poliedrici ( cubi, ottaedri, prismi, ecc..) di forma regolare e dotati di spigoli, facce, piani, disposti secondo determinati assi e angoli, i quali determinano il grado di simmetria del cristallo. Nei minerali atomi e ioni sono disposti in schemi ordinati e ripetuti all infinito Ad esempio, il salgemma è formato da ioni di cloro e sodio disposti in modo che ogni ione di sodio sia circondato da 6 ioni di sodio e viceversa
GRADO DI SIMMETRIA Il cristallo è caratterizzato da un piccolo numero di elementi: assi di simmetria, centro di simmetria. L insieme di questi elementi definisce il grado di simmetria.
CLASSIFICAZIONE DEI MINERALI I minerali (circa 3000 tipi) possono essere semplici o nativi se sono formati da un solo elemento chimico: es. carbonio (cristallizza in 2 forme ossia diamante e grafite in relazione agli intervalli di temperatura e pressione), lo zolfo, il platino, l argento ecc. I minerali si definiscono composti se sono formati da più elementi chimici e costituiscono la maggior parte delle rocce litosferiche. Si dividono in 7 classi: SOLFURI (pirite), OSSIDI e IDROSSIDI (ematite), CARBONATI (calcite, dolomite), ALOGENURI (salgemma), SOLFATI (gesso), FOSFATI (apatite), SILICATI (quarzo). Questi ultimi sono i minerali più abbondanti e sono formati da silicio, ossigeno ed altri elementi chimici.
IDENTIFICAZIONE DI UN MINERALE L enorme varietà di minerali oggi presenti in natura, rende difficile il loro riconoscimento. Esistono,però delle prove piuttosto semplici, basate su alcune proprietà fisiche dei minerali che si possono attuare senza particolari attrezzature e che ne consentono facilmente il riconoscimento. Le proprietà fisiche dei minerali più utilizzate sono: la durezza, il colore, la trasparenza, la sfaldatura, la lucentezza, il peso specifico, le proprietà magnetiche ed elettriche.
IL COLORE Il colore non è sempre indicativo perché la presenza di una piccola impurità può far mutare il colore al minerale ( ad es. il quarzo è bianco ma la presenza di una piccola quantità di ferro lo rende rosa). Solo alcuni hanno sempre lo stesso colore (malachite verde, cinabro rosso, lapislazzulo turchese).
IL PESO SPECIFICO Dipende dall addensamento degli atomi nel reticolo cristallino o dalla massa dei singoli atomi. E dato dal rapporto tra peso e volume ossia Ps = p / V Il peso specifico è il rapporto tra il peso del minerale ed il peso di un uguale volume di acqua distillata a 4 C. Il Ps dei minerali varia da 1,5 a 11 volte quello dell acqua.
LA LUCENTEZZA Riguarda il comportamento dei minerali quando vengono colpiti dalla luce. Si definisce metallica per i minerali metallici che assorbono la luce oppure può essere adamantina (diamante), vitrea (tipica del quarzo) ecc
LA SFALDATURA E la tendenza che ha un minerale a rompersi secondo piani regolari ( paralleli alle facce di un minerale) se sottoposto ad urti. Ad es. le miche si sfaldano secondo lamelle appiattite, mentre il salgemma si sfalda secondo piani ortogonali dando frammenti cubici. Altri minerali, come il quarzo, formano frammenti irregolari.
PROCESSI DI FORMAZIONE DEI MINERALI: CRISTALLIZZAZIONE Il processo di cristallizzazione può avvenire in tempi brevi, come per i cristalli di sale, o in tempi molto lunghi, come per i cristalli di quarzo. Può avvenire secondo le seguenti modalità. Per evaporazione e conseguente precipitazione da soluzioni acquose ad elevata concentrazione di sali (es. salgemma, calcite, gesso ecc ). Per accumulo di resti di scheletri o gusci di organismi viventi. Per raffreddamento del magma che determina una perfetta cristallizzazione solo quando avviene molto lentamente ed i vari minerali cristallizzano in modo graduale assumendo le forme caratteristiche. Se avviene velocemente si formano minerali amorfi. Per sublimazione dei gas provenienti dal magma.
Riconoscimento dei minerali I minerali si differenziano dalle rocce perché queste sono formate da aggregati di uno o più minerali diversi : Il granito, non è un minerale infatti è formato da più componenti diversi. Il marmo è una roccia non un minerale perché composto da componenti estranei
Come si determinano I minerali sono caratterizzati da una ben definita composizione chimica e da una precisa struttura cristallina. L analisi chimica ci dovrà dire non solo che cosa è presente in un certo campione, ma anche in quale quantità. Come si classificano Il metodo più usato per classificare i minerali è quello elaborato dallo studioso tedesco H. Strunz che suddivide le specie minerali in nove classi.
1) ELEMENTI NATIVI 2) SOLFURI 3) ALOGENURI 4) OSSIDI 5) BORATI, NITRATI, CARBONATI 6) SOLFATI 7) FOSFATI, ARSENIATI, VANADATI 8) SILICATI 9) COMPOSTI ORGANICI
1) ELEMENTI NATIVI sono minerali formati da atomi della medesima specie. Sono per lo più metalli poco ossidabili, come oro ed argento, ma anche corpi non metallici come lo zolfo.
2) SOLFURI I solfuri sono minerali che hanno proprietà di semiconduttori; tra i solfuri vi sono parecchie specie di interesse industriale, perché da esse si ricavano gran parte dei minerali non ferrosi. Esempi: blenda, calcopirite, calcosina, argentite, ecc.
BRENDA calcopirite
3) ALOGENURI Gli alogenuri sono un piccolo gruppo di minerali che comprende sostanze simili al comune sale da tavola, prodotte per evaporazione di acque chiuse in bacini, ma anche specie che sono state prodotte per alterazione di altri minerali, oppure depositate dalle fumarole dei vulcani. Esempi: salgemma, silvite, fluorite, ecc.
silvite fluorite
4) OSSIDI Gli ossidi sono un gruppo di minerali formati da metalli uniti chimicamente con l ossigeno. Alcuni di essi hanno notevole interesse industriale e possono presentarsi splendidamente cristallizzati in gruppi assai vistosi. Alcuni ossidi sono scuri, altri sonoperfettamente chiari. Esempi: cuprite, magnetite, zincite, ecc.
cuprite magnetite
5) BORATI, NITRATI, CARBONATI Sono un gruppo relativamente piccolo di minerali; i più frequenti sono i carbonati contenenti soprattutto metalli come calcio, magnesio, ecc. Esempi: borace, ecc.
borace
6) SOLFATI Gruppo di minerali relativamente numeroso, con varie specie formatesi soprattutto per alterazione di minerali metalliferi, e pertanto vivacemente colorate, tra cui il solfato di calcio, il comunissimo gesso. Alcuni sono solubili in acqua e facilmente alterabili. Esempi: galena, cinabro, ecc.
galena cinabro
7) FOSFATI, ARSENIATI, VANADATI Gruppo di minerali tra i più belli ed interessanti per il collezionista. In genere si tratta di specie formatesi per alterazione di vari minerali metalliferi e quindi colorate, con magnifici cristalli per lo più di piccole dimensioni. Esempi: apatite, mimetite, turchese, ecc.
8) SILICATI Hanno una composizione chimica molto varia che cristallizza nel sistema cubico in rombododecaedri e trapezoidali. Possono avere tutta la varietà di colori, ma più di frequente il rosso scuro. Esempi: graniti, topazio, zircone
9) COMPOSTI ORGANICI Gruppo di minerali di interesse molto ristretto, che può offrire eccezionalmente anche campioni con bei cristalli. Esempi: ambra, corallo, ecc.