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I minerali

La Terra – il pianeta sul quale viviamo - presenta una struttura formata da tre strati: crosta, mantello, nucleo.

Gli elementi principali che si trovano sulla crosta terrestre e nel mantello sono il carbonio (nel “mondo organico” degli esseri viventi) e il silicio (nel “mondo inorganico” dei minerali e delle rocce).
Il nucleo ha invece una natura ferrica.
Altri elementi molto diffusi sulla Terra sono l’alluminio, il ferro, il calcio, il sodio e il potassio.

Ora, a seconda che essi contengano o meno silicio, i minerali si dividono in due gruppi: silicati e non silicati.
Nel gruppo dei silicati ricordiamo l’ortoclasio e l’olivina (o peridoto).

Nel gruppo dei non silicati ricordiamo invece la magnetite e l’ematite.

Le rocce sono a loro volta formate da minerali.
Le rocce possono essere – in base a quale è stato il loro processo di formazione - sedimentarie, metamorfiche ed ignee.
Il granito, per esempio, è una roccia ignea. Esso è formato da tre minerali differenti: ortoclasio, quarzo e mica.

I minerali sono costituiti da elementi chimici che formano legami di tipo molecolare (dipolo-dipolo), covalenti (come gli atomi del diamante) e metallici (ioni positivi).

Tra le proprietà fisiche e chimiche dei minerali ricordiamo il polimorfismo e l’isomorfismo.
Il polimorfismo è il fenomeno secondo il quale uno stesso composto può cristallizzare in modo diverso, su reticoli tridimensionali differenti.
Come il carbonio, che può generare grafite, diamante, e fullereni.
L’isomorfismo è invece il fenomeno secondo cui minerali con composizione simile cristallizzano generando la stessa struttura.
Ricordiamo che la cristallizzazione (che deriva dal greco kρúος perché la maggioranza dei cristalli sembrano ghiaccio solidificato) è il processo secondo cui un minerale passa dallo stato liquido allo stato solido.

La forma – così come la composizione chimica - è molto importante per un minerale. In base alla forma che esso assume, infatti, esistono differenti gruppi e sistemi cristallini.

Per valutare il gruppo cristallino a cui appartiene il minerale occorre tenere conto della geometria della disposizione delle particelle (cella elementare) e degli elementi di simmetria (secondo un piano, un asse o un centro) con ripetizioni di dimensioni analoghe.
All’inizio del ventesimo secolo, i fisici Bragg (padre e figlio), che studiavano i raggi x, realizzarono il primo spettroscopio ai raggi x, che grazie a fasci di raggi proiettati contro un minerale permettono di determinare la struttura cristallina dei minerali.

Un’altra caratteristica importante è l’indice di rifrazione.
La velocità della luce, infatti, diminuisce all’interno del cristallo. Alcuni minerali presentano dunque il fenomeno della birifrangenza, secondo cui gli oggetti appaiono attraverso il cristallo con i contorni sdoppiati.


Caratteristiche di alcuni minerali comuni

PIRITE
La pirite è nota chimicamente anche come “solfuro di ferro”.
Si presenta in forma di cristalli cubici pentagonododecaedrici.
COLORE DEL MINERALE: giallo ottone e giallo oro pallido;
COLORE DELLA POLVERE: nero, verdastro, grigiastro;
PROPRIETA’ FISICHE: la lucentezza di questo materiale è di tipo metallico, la durezza è pari a 6,5 nella scala di Mohs e la densità è pari a 5 gr/cm³.
RARITA’ DEL MINERALE: comune.
LOCALITA’ DI RITROVAMENTO: il solfuro è abbondante e diffuso. In Italia tanti cristalli si trovano sull’isola d’Elba. A Rio Marina, invece, si trovano pentagoni dodecaedri e cubi striati (pirite triglifa) mista a calcio pirite o all’ematite o interclusa al marmo di Carrara.

CALCITE
Chimicamente la calcite è un carbonato di calcio.
Si trova sottoforma di cristalli romboedri, scalenoedri o prismatici e ha masse microcristalline compatte.
Essa è presente come MARMO SACCAROIDE, ALABASTRI (forma fibrosa), STALATTITI (concrezioni) e CALCITE ARAGONITE (polimorfismo).
COLORE DEL MINERALE: bianco o trasparente;
COLORE DELLA POLVERE: da vitreo a madreperla:
PROPRIETA’ FISICHE: la durezza è pari a 3 nella scala di Mohs e la densità è pari a 2,71 gr/cm³.
RARITA’ DEL MINERALE: molto comune. La calcite trasparente è detta anche SPATO D’ISLANDA. Essa presenta la proprietà della BIRIFRANGENZA della luce.
AMBIENTE DI FORMAZIONE: Rocce sedimentarie. Si forma da soluzioni di bicarbonato di calcio (che è un sale solubile) che, per evaporazione, diventano carbonati di calcio, e quindi alabastri e stalattiti.

EMATITE
Dal punto di vista chimico, l’ematite è un “sequiossido di ferro”.
La sua forma è scalenoedrica ditrigonale. E’ presente in forma romboedrica e tabulare o in aggregati petaliformi, in aggregati fibroso-raggianti, con superfici reniformi o mammellonari, o in masse compatte o in masse terrose.
COLORE DEL MINERALE: grigio-acciaio e grigio verde con iridescenze;
COLORE DELLA POLVERE: grigio-nero;
PROPRIETA’ FISICHE: la lucentezza di questo materiale è di tipo metallico, la durezza è pari a circa 6 nella scala di Mohs e la densità è pari a 5,2 gr/cm³.
LOCALITA’ DI RITROVAMENTO: la si trova spesso nella parte superiore dei giacimenti di pirite e di magnetite e in arenarie rosse quarzose; sottoforma di finissime lamelle si trova in rocce eruttive alle quali conferisce una colorazione rossastra-rosa. E’ un minerale utile avendo un tenore di ferro del 70%. La varietà terrosa è usata come pigmento. I suoi giacimenti sono diffusi in tutto il mondo: Svezia, Spagna, Canada, USA e Australia. In Italia i giacimenti si trovano sull’isola d’Elba.

ORIGINE: metamorfica.

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