Concetti Chiave
- I principali costituenti minerali del terreno derivano dall'alterazione delle rocce e includono silicati, silice, carbonati e ossidi.
- I silicati, che compongono circa il 90% della crosta terrestre, sono strutturati in tetraedri di silicio e ossigeno, capaci di legare cationi metallici.
- Fillosilicati e tectosilicati sono tipi di silicati importanti in agronomia, con strutture bidimensionali e tridimensionali rispettivamente.
- I minerali argillosi derivano dall'alterazione di silicati e sono composti da strati tetraedrici di silicio e ottaedrici di alluminio.
- Diversi tipi di argille si formano in base alla combinazione degli strati, come la montmorillonite che può espandersi con l'acqua, o l'illite con spazi interlamellari ristretti.
Sostanze minerali
I costituenti minerali del terreno derivano dall’alterazione pedogenetica delle rocce. I principali costituenti minerali sono i silicati (dai quali derivano i minerali argillosi), la silice, i carbonati, gli ossidi e idrossidi (di silicio, ferro, alluminio e manganese).
I silicati rappresentano il 90% circa della crosta terrestre e sono presenti sia nelle rocce eruttive, sia in quelle metamorfiche e sedimentarie. L’unità strutturale dei silicati è un tetraedro con al centro una atomo di silicio e ai vertici quattro atomi di ossigeno.
Considerando il numero di ossidazione del silicio (+4) e quello dell’ossigeno (-2), il tetraedo ha un eccesso di carica negativa che si distribuisce sui vertici in cui l’ossigeno può legare cationi metallici come il potassio, il calcio, il magnesio, il sodio e il ferro.I silicati più interessanti dal punto di vista agronomico sono i fillosilicati e i tectosilicati. Nei fillosilicati, i tetraedi sono legati tra loro utilizzando tre ossigeni e lasciandone uno libero, disponibile a legare cationi. I fillosilicati hanno quindi strutture bidimensionali (planari) sovrapposte, con aspetto lamellare. Appartengono ai filo silicati le miche, il talco e le cloriti.
Nei tectosilicati i tetraedri sono collegati tra loro impegnando tutti e quattro gli ossigeni, formando una struttura tridimensionale. Nessun catione può essere legato, ma l’alluminio può sostituire il silicio al centro del tetraedro; in questo caso si formano gli allumo silicati, da cui prendono origine molte argille. Fanno parte dei tectosilicati i feldspati, dai quali deriva la maggior parte delle argille.
Dall’alterazione dei filo silicati e dei tectosilicati prendono origine i minerali argillosi, silicati idrati di alluminio composti da due unità strutturali caratteristiche: lo strato tetraedrico di silicio e lo strato ottaedrico di alluminio.
La differente combinazione di questi due strati da luogo a diversi tipi di argille:
• argille a due strati 8caolinite) composte da uno strato tetraedrico e uno ottaedrico; la struttura lamellare compatta non consente l’entrata nel reticolo cristallino di acqua e di cationi;
• argille a tre strati (montmorillonite, illite, vermiculite) composte da uno strato ottaedrico tra due strati tetraedrici di silicio; nella montmorillonite gli spazi interlamellari sono ampi e consentono l’entrata e l’uscita di cationi e di molecole di acqua. Per questo motivo la montmorillonite ha la capacità di dilatarsi e di contrarsi in seguito all’assorbimento e alla perdita di acqua. L’illite e la vermiculite hanno spazi interlamellari più ristretti, nei quali riescono a entrare solamente lo ione potassio (K+) e lo ione ammonio (NH4);
• argille a quattro strati (clorite);
• argille a strati misti con strati alternati di diverso tipo.
Domande da interrogazione
- Quali sono i principali costituenti minerali del terreno?
- Qual è la struttura dei silicati e perché è importante?
- Quali sono le differenze tra fillosilicati e tectosilicati?
- Come si formano i diversi tipi di argille dai minerali argillosi?
I principali costituenti minerali del terreno sono i silicati, la silice, i carbonati, gli ossidi e idrossidi di silicio, ferro, alluminio e manganese.
La struttura dei silicati è un tetraedro con un atomo di silicio al centro e quattro atomi di ossigeno ai vertici. Questa struttura è importante perché permette il legame con cationi metallici, influenzando la composizione del terreno.
Nei fillosilicati, i tetraedri sono legati tra loro utilizzando tre ossigeni, formando strutture bidimensionali. Nei tectosilicati, i tetraedri sono collegati utilizzando tutti e quattro gli ossigeni, formando strutture tridimensionali.
I diversi tipi di argille si formano dalla combinazione di strati tetraedrici di silicio e strati ottaedrici di alluminio, con variazioni che portano a argille a due, tre, quattro strati o a strati misti.
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