Concetti Chiave
- I minerali sono corpi inorganici naturali con proprietà chimiche e fisiche costanti, e possono essere costituiti da elementi, composti o soluzioni solide.
- La struttura dei minerali può essere cristallina, con atomi ordinati, o amorfa, con struttura interna disordinata.
- I cristalli sono solidi con superfici piane e una cella elementare che, ripetendosi, forma l'abito cristallino.
- Le proprietà fisiche dei minerali includono densità, durezza, sfaldatura, frattura, elasticità, plasticità, malleabilità e duttilità.
- I minerali si classificano in otto classi basate sulla composizione chimica, con l'ossigeno come elemento più abbondante.
I minerali sono corpi inorganici, naturali, per lo più solidi caratterizzati da proprietà chimiche e fisiche costanti e da una composizione chimica definita o variabile in campo ristretto.
I minerali possono essere costituiti da:
- elementi: (S, Au, Ag ecc.)
- composti: contengono due o più elementi in proporzione sempre uguali (quarzo, calcite ecc.)
- soluzioni solide (miscele isomorfe): sostanze formate da ioni di carica e dimensioni simili, che possono sostituirsi tra loro grazie al fenomeno della varianza (olivina).
Struttura:
- Stato cristallino: gli atomi e le molecole sono disposte ordinatamente.
- Stato amorfo: un solido amorfo ha una struttura interna disordinata e non ha una forma geometrica specifica. Sono detti anche solidi vetrosi.
Quando la stessa sostanza si può trovare in forme diverse si parla di polimorfismo: il carbonio può originare il diamante o la grafite, il carbonato di calcio può originare calcite o aragonite.
I cristalli
Un cristallo è un corpo solido, delimitato da superfici piane, dette facce, disposte secondo una struttura geometrica.La cella elementare è l'insieme più piccolo di molecole che, ripetendosi costantemente nello spazio, forma l'abito cristallino, cioè la sua forma così come si presenta.
Nelle miscele isomorfe alcuni ioni (detti ioni vicarianti) hanno dimensione e carica simili e possono sostituirsi l'uno con l'altro nella stessa struttura cristallina.
Questo fenomeno si chiama isomorfismo e il minerale può avere composizione variabile per quanto riguarda gli ioni, mantenendo l'abito cristallino (olivine).
Proprietà dei minerali
Proprietà fisiche:
- densità: è il rapporto fra massa e volume
- durezza: è la misura della resistenza che un minerale oppone alla scalfittura con una punta. I dati vengono poi confrontati con la scala di Mohs
- sfaldatura: è la proprietà che hanno alcuni minerali di rompersi più facilmente secondo certi piani più deboli (piani di sfaldatura).
- frattura: è la rottura irregolare di un minerale in più parti
- elasticità: proprietà di deformarsi e di riprendere la forma originaria.
- plasticità: proprietà di certi minerali di modificare la loro forma e di mantenerla sotto l'azione di una forza.
- malleabilità: proprietà di lasciarsi ridurre in lamine sottilissime (oro)
- duttilità: proprietà di lasciarsi tirare in fili (rame)
Proprietà ottiche: colore, lucentezza, trasparenza, fluorescenza, angolo di rifrazione. La calcite è in grado di sdoppiare la luce che la attraversa: birifrangenza.
Proprietà organolettiche: si apprezzano per mezzo degli organi di senso e sono: untuosità e gusto (senso di allappamento, salato, amaro).
Composizione e classificazione:
L'elemento più abbondante nei minerali è l'ossigeno, seguito da silicio, alluminio, ferro..
In base alla diversa composizione chimica i minerali vengono divisi in 8 classi:
- silicati, caratterizzati dal gruppo (SiO4)4-
- ossidi, in cui l'ossigeno è unito direttamente ad un altro elemento
- solfuri, nei quali lo ione negativo è S2-
- solfati, con l'anione (CO3)2-
- carbonati, nei quali è presente lo ione carbonato (SO4)4-
- alogenuri, in cui è presente il cloro o un altro alogeno con carica negativa
- fosfati, contenenti lo ione fosfato (PO4)3-
Genesi dei minerali:
La genesi dei minerali avviene per variazione di temperatura e pressione, se tale processo avviene lentamente, il minerale avrà struttura cristallina, in caso contrario avrà struttura amorfa.
- raffreddamento di una massa fusa: lava di un vulcano
- precipitazione di una sostanza sovrassatura o di evaporazione del solvente: Una soluzione sovrassatura ha concentrazione di soluto superiore alla solubilità. In un bacino d'acqua salata il sale si può separare dall'acqua e cadere sul fondo, oppure l'acqua può evaporare (salgemma).
- sublimazione di un vapore: un gas si trasforma in solido senza passare per lo stato fuso (zolfo)
- azione degli agenti atmosferici: minerali d'alterazione
- variazione di temperature e pressione in profondità: minerali metasomatici
Domande da interrogazione
- Quali sono le caratteristiche principali dei minerali?
- Come si classificano i minerali in base alla loro composizione chimica?
- Cosa si intende per polimorfismo nei minerali?
- Quali sono le proprietà fisiche dei minerali?
- Come avviene la genesi dei minerali?
I minerali sono corpi inorganici, naturali, per lo più solidi, con proprietà chimiche e fisiche costanti e una composizione chimica definita o variabile in un campo ristretto.
I minerali si dividono in 8 classi principali: silicati, ossidi, solfuri, solfati, carbonati, alogenuri, fosfati, e altri, a seconda della loro composizione chimica.
Il polimorfismo si riferisce alla capacità di una sostanza di esistere in forme diverse, come il carbonio che può formare diamante o grafite.
Le proprietà fisiche includono densità, durezza, sfaldatura, frattura, elasticità, plasticità, malleabilità e duttilità.
La genesi dei minerali avviene attraverso variazioni di temperatura e pressione, raffreddamento di una massa fusa, precipitazione, sublimazione di un vapore, azione degli agenti atmosferici, e variazioni di temperature e pressione in profondità.
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