I minerali e le rocce

1

Esperimento: « Costruiamo un cristallo di salgemma»

• Facciamo un breve riepilogo dell’attività che abbiamo svolto in classe:

1 2Lezione introduttiva

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.

3

La Terra è formata da tre «strati»:

1) CROSTA TERRESTRE

2) MANTELLO

3) NUCLEO

CONTINENTALE( più leggera)

OCEANICA

LITOSFERICO (parte solida)

ASTENOSFERA (rocce allo stato semisolido, pastoso)

LITOSFERA

Prima lezione

4Prima lezione

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%

?

5

Ricordi i maggiori elementi chimici che formano l’atmosfera?

77%

21%

1%1%

Atmosfera

AZOTO

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 ELEMENTICHIMICI, IL SODIO (Na) E IL CLORO (Cl) CHE FORMANO IL CLORURO DI SODIO (NaCl).

Prima lezione

?

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

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.

Prima lezione

La forza che tiene insieme gli atomi (o meglio ioni) è la forza elettrostatica !

8

Lo stesso elemento chimico, disposto in maniera ordinata ma diversa, può formare minerali diversi:

ESEMPIO: IL CARBONIO (C )

GRAFITE

DIAMANTE

I MINERALI I CUI ELEMENTI NON HANNO UNA DISPOSIZIONE ORDINATA SI DICONO SOLIDI AMORFI COME IL VETRO E L’OSSIDIANA.

9

Ripassiamo la lezione precedente:

La Terra è formata da ……..................: crosta terrestre, ………………………., nucleo.3 strati mantello

La crosta terrestre è divisa ulteriormente in …………………………………….. e …………………………………………………

crosta continentale

crosta oceanica

Il mantello è suddiviso in ………………………………………….. e ……………………………………………………….

Mantello litosferico

Astenosfera

La litosfera è formata da: ……………………………………., ……………………………………………., …………………………………………

crosta continentale crosta oceanicaMantello litosferico

Seconda lezione

10

Gli elementi che formano la Terra sono quelli naturali che si trovano sulla………………………………………..

Sono circa ………………… elementi.

I maggiori sono l’ ………………………………., il silicio, l’………………………….. e il ferro.

L’atmosfera è invece formata prevalentemente da ……………………………………., ossigeno e …………………….

Un minerale è una sostanza solida e naturale, formata da …………………………………………………………….

Il sale o ……………………………… è formato da …………………e ……………………..

Un minerale è detto cristallo o solido cristallino se gli elementi hanno una …………………………………………………….

litosfera

90

ossigeno alluminio

azotoargon

determinati elementi chimici

salgemma sodio cloro

disposizione ordinata

Seconda lezione

11

I solidi cristallini assumono forme geometriche dette ………………………………………………..

Un poliedro è un solido che ha facce ………………………………………………….

Il salgemma ha una struttura poliedrica …………………………………….

Alcuni elementi chimici formano diversi minerali a seconda della ……………………………………degli elementi come il ………………………………………..

Il carbonio può formare il ……………………………………… o la ………………………………………………………

I minerali i cui elementi non hanno una disposizione ordinata si dicono …………………………………….. E sono il ……………………e l’……………………………….

Seconda lezione

poliedri

poligonali

cubica

disposizione

diamante grafite

carbonio

amorfivetro ossidiana

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

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

14Seconda lezione

15

http://web.tiscali.it/amnestybergamo/campagne/diamanti.htm

16Seconda lezione

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

18

Curiosità

Mica deriva dal latino micare che significa BRILLARE

MIKA

MICA

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)

Terza lezione

ROCCIA OMOGENEA: salgemma, gesso…ROCCIA ETEROGENEA: granito

MICA

FELDSPATO

QUARZO

GRANITO ROSA BETA (Italia, Sardegna)

ROSA NULE (Italia,

Sardegna)

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:

1 2 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

Sono le più abbondanti!

21

22

ROCCE MAGMATICHELe rocce che si trovano nell’astenosfera si presentano ad uno stato semifluido e non fondono del tutto perché sono sottopostead 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:

Quarta lezione

12

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 divari minerali, molto visibili, che lecostituiscono:- GRANITO (Monte Bianco)- TUFO

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)

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

24

ROCCE SEDIMENTARIE

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.

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…

Quarta lezione

25

La diagenesi è la trasformazione del sedimento in roccia

Quarta lezione

26

Le rocce sedimentarie, a seconda della loro origine vengono divise in 3 gruppi:

Rocce clastiche Rocce chimiche Rocce organogene

Quarta lezione

Formate da frammenti di rocce Formate in seguito al deposito di sali presenti nell’acqua quando questa evapora

Formate da resti di organismi viventi.I gusci o gli scheletri di molluschi, coralli, diatomee…si accumulano e si trasformano in rocce

ESEMPIO: Le argille sono formate da sottilissime particelle derivanti da fanghi

ESEMPIO: salgemma e rocce calcaree come il travertino

ESEMPIO: atolli e barriere coralline formano il calcare organogeno

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.