Gole dell’Alcantara(basalti colonnari)

Sicilia

Stykkisholmur(Islanda)

IslandaDevil tower (neck)Wyoming

Inghiottitoio carsicoGrotte di Frasassi

MINERALI E ROCCE

ROCCIA SEDIMENTARIA CON AMMONITI

CONGLOMERATOASBESTO (AMIANTO)OSSIDO DI TITANIO

PIRITE

SALGEMMAQUARZO CITRINOCORINDONE (RUBINO)BERILLO (SMERALDO)

Terra, un pianeta a strati

r

Si realizzò quando la Terra era allo stato

fluido

La stratificazione

I materiali del pianeta Terra

8 elementi 98,8% (massa)

Si + O > 70% (massa)

silicati

Sostanza naturale Sostanza solida(generalmente)

Origine inorganica(generalmente)

Reticolo cristallinoComposizione

chimica definita

MINERALI

ROCCE

Aggregati di minerali

sostanzepure

miscugli eterogenei

Solido

cristallino amorfo

Disposizione ordinata e periodica delle

particelle

La disposizione delle particelle è regolare a corto raggio, ma è caotica a lungo raggio

CRISTALLIZZAZIONEpassaggio da un insieme di atomi disordinati a porzioni di materia rigorosamente ordinata

Le informazioni più interessanti che si possono ricavare da un minerale sono quelle relative all’ambiente di formazione

il minerale è in ogni momento in equilibrio fisico-chimico con l’ambiente che lo circonda

ogni variazione di P, T, (X)n

si riflette sul processo di sviluppo dei cristalli

interruzione della crescita

modificazione del reticolo cristallino

queste tracce, analizzate ed interpretate, consentono di risalire all’ambiente e ai meccanismi di formazione

la Ricostruzione della Storia della Terra

durante la cristallizzazione

permettendo

CRISTALLIZZAZIONE

Raffreddamento di materiale fuso

Precipitazione da soluzioni acquose calde in via diraffreddamento

Evaporazione di soluzioni acquose

Sublimazione

Attività biologica

Trasformazione allo stato solido

Struttura CristallinaLe forze di legame uniscono i singoli atomi o ioni (nodi ) che si allineano lungo

linee rette dette filari

filari

cella elementare

reticolo cristallino

nodi

Na+

Clˉpiani reticolari

(insieme dei filari che giacciono su uno stesso piano)

L’insieme di più piani reticolari paralleli forma il reticolo cristallino

tipo di particelle

forma

angoli di legame

lunghezza dei legami

informazioni

anatasio TiO2

berillo Al2Be3(Si6O18)smeraldo

corindone Al2O3

Formula chimicae

Abito cristallino

pirite FeS2

caratteristiche intrinseche del minerale

dalle condizioni presenti durante il suo accrescimento

pressione durata

spazio

Abito Cristallinoè l'aspetto di un cristallo

habitus eudrale

idiomorfo

habitus anedrale

allotrimorfo

Abito Cristallino

quando i cristalli

sono liberi

di accrescersi ...

cristalli di gesso

grotta naica - messico

solidi cristallini

solidi covalenti (atomici)

solidi ionici

solidi molecolari

solidi metallici

solidi macromolecolari

SiO2

NaCl

H2O

Cu

Cellulosa

Classificazione dei solidi cristallini

covalenti (atomici)

ionici molecolari metallici macromolecolari

Unità

Legame

Tfus.

Pr.mecc.

Pr.elettr.

atomi

covalente

molto elevato

durezza elevata

isolante

esempi diamante grafitequarzo

ioni

ionico

elevato molto elevato

durezza elevata-fragile

isolante- liq. conduttore

sali

molecole-atomi

secondari

basso

durezza bassa-fragile

isolante

sali

ioni+ nube e-

metallico

variabile

durezza ≠duttile-malleabile

conduttore

metalli

grandi molecole

secondari

basso

durezza bassa

isolante

amido cellulosa cheratina

Polimorfismo sostanze che hanno la stessa composizione chimica, ma diversa struttura cristallina

diamante (C) grafite (C)Tutti legami covalenti distribuiti in modo simmetrico nello spazio

i C sono disposti a 120°con struttura planare.

I piani sono uniti da legami deboli

legami deboli

calcite(CaCO3) aragonite(CaCO3)

ambienti diversi (T,P) legami diversi

carbonio

carbonato di calcio(CaCO3)

Isomorfismo sostanze che hanno la composizione chimica diversa (simile), ma identica struttura

cristallina

ioni con raggio e carica simile si sostituiscono a vicenda senza produrre profonde deformazioni nel reticolo cristallino

Fe2+ Mg2+

Fe2SiO4

(Fe,Mg)SiO4

olivina

Na+Si4+𝒅𝒐𝒑𝒑𝒊𝒂 𝒗𝒊𝒄𝒂𝒓𝒊𝒂𝒏𝒛𝒂

Ca2+Al3+

(Na,Ca)(Al,Si)AlSi2O8

plagioclasi

elementi vicarianti

fenomeno:vicarianza

Soluzioni solide

Mg2SiO4

(FeMg)SiO4

(MgFe)SiO4

Na AlSi3O8

Ca Al2Si2O8

(Na,Ca)(Al,Si)AlSi2O

(Ca,Na)(Al,Si)AlSi2O

proprietà fisiche dei minerali

• durezza

• sfaldatura

• lucentezza

• colore• densità

• Tfusione

composizione chimica (legami)

pressione

dipende:

densità

GRAFITE DIAMANTE

𝒅 =𝒎

𝑽

durezza

dalla forza dei legami reticolari

si misura con la scala di Mohs

è la proprietà di resistere

all’abrasione o alla

scalfittura

dipende:

scala di Mohs

ai 10 minerali di riferimento è assegnato un valore di durezza

basato sulla capacità del minerale di scalfire quello precedente

tenerisi rigano con l’unghia

semidurisi rigano con il rame

semidurisi rigano con temperino

durinon si rigano con una punta di acciaio

sfaldatura

è la tendenza di un minerale a rompersi, per urto,

secondo superfici piane,

parallele ad una o a più facce

dell’abito cristallino

salgemmafluorite

diamante (C) grafite (C)

dalla diversa forza e/odalla diversa concentrazione

dei legami nelle diverse direzioni entro il cristallo

dipende:

sfaldatura

lepidolite

sfaldatura

frattura

legami di uguale forza distribuiti in modopiù o meno omogeneo in tutte le direzioni.

avviene secondo superfici irregolari (scabra), curve (concoide),scheggiose, uncinate

quarzo(ametista)

occhio di tigre

dipende:

ossidiana

colore

difetti strutturali nel reticolo cristallino

dipende: dalla composizione chimica

impurità

struttura cristallina e

tipo di legame tra gli atomi

minerali allocromatici

dipende

minerali idiocromaticipresentano sempre lo stesso colore

COLORE

turchesemalachite lapislazzuli

cinabro

minerali allocromatici

COLORE

quarzo (SiO2)

ialino citrino fumè ametista

Fluorite(CaF2)

Berillo Be3Al2(Si6O18)

smeraldo acquamarina

berillo rossomorganite

eliodoro

Corindoni (Al2O3)

zaffiro - Fe rubino - Cr

Colore della polverein un minerale (idiocromatico o allocromatico) il

colore della polvere è costante

marrone nera rossa

ematite Fe2O3

metallicanon si lasciano attraversare

dalla luce (opache)

dipende:da come la superficie di un minerale risponde alla luce

lucentezza

pirite oro labradorite quarzo diamanteberillo

non metallicasi lasciano attraversare

dalla luce (trasparenti)

tormalina

lucentezza

ambra

diamante

gesso

adamantina

vetrosa

resinosa

sericea

perlacea

muscovite

quarzo

lucentezza

occhio di tigre

zaffiro

gatteggiamento

minutissime cavità

isoorientate

asterismoinclusioni a forma di aghetti

incrociati

Altre proprietà

CalciteCaCO3

FluoriteCaF2

magnetismo birifrangenza fluorescenza radioattività

MagnetiteFeO-Fe2O3

torberniteCu(UO2)2(PO4 )2·8-12(H2O)

assorbono radiazioni nell‘U.V. e le riemettono nel visibile in seguito ad eccitazione e degradazione del fotone

il reticolo cristallino, presenta indici di rifrazione differenti

nelle diverse direzioni di propagazione della luce

Classificazione dei minerali

Elementi nativi

Solfuri

Solfati e

Alogenuri

Ossidie

Ossidi idrati

Carbonati

Silicati

elettro(Au-Ag)

Ag

AuS

Elementi nativi

Cu

Pt

calcopirite(CuFeS2)

Solfuri

galena(PbS)

cinabro(HgS)

antimonite(Sb2S3)

pirite(FeS2)

Solfati (SO42-)

anidriteCaSO4

cristallizzazione: evaporazione di soluzioni concentrate

gessoCaSO4•2H2O

bariteBaSO4

celestinaSrSO4

anglesitePbSO4

Alogenuri cristallizzazione: evaporazione di soluzioni concentrate

fluoriteCaF2

cloruro di sodioNaCl

silviteKCl

calciteCaCO3

sideriteFeCO3

dolomiteCaMg(CO3)2

carbonati

Ossidi e Ossidi idrati

CorindoneAl2O3

limoniteFe2O3•nH2O

ematite Fe2O3

magnetite FeO-Fe2O3

silicati

Oˉ

Oˉ

Oˉ

Oˉ

Si

ione silicato SiO4 4-

tetraedro

Si + O > 75% (massa)

silicati

Si48%