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)

Il gruppo delle olivine è composto di minerali con formula generale: X2ZO4

dove X = Mg , Fe2+, (Ca, Ni); Z = Si.

Formula generica delle olivine: (Fe,Mg)2SiO4

Olivine

I termini estremi (end-members) delle olivine sono:Mg2[SiO4] (Fosterite) Fe2[SiO4] (Fayalite)

Sistema di cristallizzazione: ortorombico (Pbmn)

Grafico composizionale del gruppo delle olivine

Grafico di cristallizzazione dell’olivina

100% FoOl1 Ol2 X2X1

X

100% Fa

Solido + liquido

Solido + liquido

Ol1, Ol2 = composizione dell’Olivina da un fuso di partenza di composizione X; X,X1 = concentrazione del fuso di partenza;X2 = concentrazione del fuso dopo cristallizzazione di Ol2

INOSILICATI

Catena semplice

Catena doppia

Pirosseni- Rombici- Monoclini

Anfiboli- Rombici- Monoclini

Rappresentazione grafica della composizione degli anfiboli (rombici e monoclini).

Quadrilatero Ca-Mg-ΣFe

POLIMORFISMOStessa 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)

Quarzo-α (trig.) Quarzo-β (esag.)

Polimorfismo distorsivo

Diagramma di fase della Silice

Polimorfi del CaCO3

Polimorfismo riscostruttivo

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 (CO3)2, ècaratterizzata dalla perdita di simmetria (-3) dovuta alle differentidimensioni dei due cationi presenti (Ca e Mg).

Classificazione dei Carbonati

Calcite

MagnesiteMgCO3

RodocrositeMnCO3

SmithsoniteZnCO3

Altri carbonati della serie della Calcite

Carbonati rombici: 2/m 2/m 2/m

Aragonite: CaCO3

Geminato pseudoesagonale

Polimorfi del Carbonio

Diamante: struttura cubica (tetraedrica), ma non ad impacchettamento compattobuona sfaldatura {111}simmetria: 4/m-32/mabito: ottaedrico

Grafite: struttura esagonale (anelli di sei atomi)sfaldatura facile: {0001}simmetria: 6/m2/m2/mabito: lamellare

I polimorfi del Carbonio

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 rapportiX : O (X2O, XO, X2O3, XO2)

- Gli ossidi multipli hanno due siti atomici (A e B) non equivalenti, occupati da metalli, con formula generale XY2O4

Tipo X2O e XO Tipo X2O3 Tipo XO2 Tipo XY2O4 Gruppo dell’ematite Gruppo del rutilo Gruppo dello spinello

Cuprite Cu2O Ematite Fe2O3 Rutilo TiO2 Spinello MgAl2O4 Periclasio MgO Corindone Al2O3 Pirolusite MnO2 Gahnite ZnAl2O4 Zincite ZnO Ilmenite FeTiO3 Cassiterite SnO2 Magnetite FeFe2O4

Uraninite UO2 Cromite FeCr2O3

Idrossidi

Brucite: Mg(OH)2

Manganite: MnO(OH)

Romanechite: BaMn2+Mn4+8O16(OH)4

Goethite: αFeO(OH)

Diasporo: αAlO(OH)

Limonite: FeO.OH.nH2O

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) epiombo (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