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)
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)
Grafico composizionale del gruppo delle olivine
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
INOSILICATI Catena semplice Pirosseni -Rombici - Monoclini Catena doppia Anfiboli -Rombici - Monoclini
Rappresentazione grafica della composizione degli anfiboli (rombici e monoclini). Quadrilatero Ca-Mg-ΣFe
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)
Polimorfismo distorsivo Quarzo-α (trig.) Quarzo-β (esag.)
Diagramma di fase della Silice
Polimorfismo riscostruttivo Polimorfi del CaCO 3
I Carbonati si dividono in sottoclassi: - carbonati anidri - carbonati idrati Nella sottoclasse principale (anidri) si individuano tre serie: calcite aragonite dolomite
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).
Classificazione dei Carbonati
Calcite
Altri carbonati della serie della Calcite Magnesite MgCO3 Smithsonite ZnCO3 Rodocrosite MnCO3
Carbonati rombici: 2/m 2/m 2/m Aragonite: CaCO 3 Geminato pseudoesagonale
Polimorfi del Carbonio
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
POLITIPIA
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
Idrossidi Brucite: Mg(OH) 2 Manganite: MnO(OH) Romanechite: BaMn 2+ Mn 4+ 8 O 16 (OH) 4 Goethite: αfeo(oh) Diasporo: αalo(oh)
Limonite: FeO. OH. nh 2 O
Alogenuri Minerali caratterizzati dalla presenza di alogeni elettronegativi: Cl -, Br -, F -, I - Salgemma: NaCl
Fluorite: CaF2
Varietà di quarzo Quarzo ialino Quarzo citrino Quarzo rosa Quarzo ametista
Altre forme di Quarzo Geode di quarzo Geode piena (Calcedonio) Varietà di Agata
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)
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