I minerali

I minerali sono dei corpi organici naturali presenti per lo più allo stato solido. Essi si formano sulla superficie o in profondità nella litosfera mediante processi di solidificazione diretta di una massa fusa, di precipitazioni di soluzioni sovrasature e di sublimazione. In base alle loro caratteristiche fisiche e chimiche possiamo distinguere i minerali in due principali categorie: i vetri e i cristalli. I vetri fisicamente presentano una struttura amorfa, ossia non ordinata sia esternamente che internamente. Di conseguenza hanno un comportamento chimico diverso rispetto ai cristalli solidi.
I cristalli invece sono dotati di una struttura interna ed esterna ben definita: esternamente sono delimitati da delle superfici piane, dette facce, disposte in maniera geometrica. Esse si intersecano tra loro formando delle linee dette spigoli, che formano a loro volta degli angoli. Internamente sono caratterizzati da una ripetizione costante di un’unità tridimensionale detta cella elementare, che varia in base alla geometria dei legami chimici, al tipo e alla dimensione delle particelle che compongono il minerale. Da questi ultimi scaturiscono le proprietà dei minerali che possono essere di tipo fisico (che riguardano appunto la durezza, la densità, la sfaldatura, la malleabilità, la frattura , l’elasticità, la plasticità e la duttilità) di tipo organolettico ( che hanno a che fare con le nostre percezioni sensoriali quali la vista, e quindi proprietà ottiche come il colore, la lucentezza, la trasparenza ecc; il tatto e quindi l’untuosità; e il gusto, che individua l’allappamento, il sapore salato e amaro)e infine di tipo chimico (che fanno direttamente riferimento agli elementi, ai composti e alle miscele isomorfe che li compongono).

In base alla composizione chimica dei minerali e più precisamente al nome dello ione negativo dei componenti, i minerali vengono catalogati in 8 classi o famiglie. A ogni classe corrisponde una o più specie di minerali, ognuna con una propria formula mineralogica, una struttura cristallina e delle caratteristiche ben precise. La famiglia più importante quantitativamente è quella dei silicati ( costituiscono circa il 91%) i quali vengono distinti da tutti gli altri (ossidi, solfuri, carbonati, solfati, alogenuri, elementi nativi e fosfati). Essi sono caratterizzati dalla presenza di uno o più metalli al loro interno, dall’ossigeno e dalla medesima struttura atomica, chiamata tetraedro. Il tetraedro o gruppo silicato (
[math]Si O[/math]
) consiste in un atomo di silicio che si lega covalentemente con 4 atomi di ossigeno. I tetraedri isolati risultano instabili, per cui dal modo in cui si legano tra loro possiamo fare una più generale distinzione tra silicati femici, in cui il numero dei tetraedri è minore rispetto agli ioni metallici attraverso cui si legano, e i silicati sialici, dove invece vi è la situazione inversa. Più nello specifico in base alla quantità ( o al rapporto
[math]Si:O[/math]
) e al modo in cui questi si dispongono nello spazio, i silicati si distinguono progressivamente in: neosilicati, borosilicati, ciclosilicati, inosilicati, fillosilicati e tectosilicati .
Due fenomeni che interessano i minerali sono il polimorfismo e l’isomorfismo. Il primo consiste nel dare origine, a parità di composizione chimica, minerali con struttura diversa, e questo dipende dalle condizioni di solidificazione. Il secondo invece riguarda le miscele isomorfe, in cui essendoci degli ioni varicanti, ossia simili per dimensioni e carica, questi possono sostituirsi senza alterare la struttura cristallina. Per cui il minerale risulta avere una composizione variabile pur mantenendo l’abito cristallino.

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