i minerali

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)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
ELEMENTI NATIVI
SOLFURI
ALOGENURI
OSSIDI
BORATI, NITRATI, CARBONATI
SOLFATI
FOSFATI, ARSENIATI, VANADATI
SILICATI
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.
fluorite
silvite
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.