Concetti Chiave
- Il colore dei minerali è determinato dalla riflessione della luce e può variare a causa di impurità nel reticolo cristallino, influenzando il valore del minerale.
- La lucentezza è influenzata dall'indice di rifrazione e dai legami chimici, con vari tipi come adamantina per legami covalenti e vitrea per legami ionici.
- La durezza è valutata con la scala di Mohs, che classifica i minerali da 1 a 10 in base alla resistenza al graffio.
- Proprietà come sfaldabilità, fluorescenza e radioattività sono influenzate dalla struttura cristallina e dalla presenza di elementi specifici.
- Le proprietà ottiche dei minerali includono la birifrangenza e il potere rotatorio specifico, che dipendono dalle caratteristiche interne del materiale.
Indice
Caratteristiche dei minerali
Sono quelle caratteristiche che consentono di riconoscere i minerali tra loro.
Colore
È la prima caratteristica visibile ed è dovuto alla riflessione della luce sulle superfici esposte del cristallo. In base alle lunghezze d’onda assorbite a quelle riflesse, si avrà un diverso colore. Essendo che la superficie può essere andata incontro ad ossidazione, è bene scalfire la superficie per rivelare il colore reale.
Alcune impurezze nel reticolo (ioni o atomi diversi) possono far variare il colore del minerale, rendendolo più o meno prezioso. Un esempio è il curandone (Al2O3), che è grigio opaco: se ha impurezze di cromo diventa rosso carminio e diventa il rubino, se invece sono presenti ferro o titanio, diventa azzurro blu, trasformandosi in zaffiro.
Lucentezza e legami chimici
Questa caratteristica dipende dall’indice di rifrazione del cristallo rispetto all’ aria circostante e dai tipi di legami chimici presenti. Si distinguono:
• Minerali con legami covalenti, con lucentezza adamantina (es. Diamante )
• Minerali con legami ionici, con lucentezza vitrea (es. Salgemma)
È una caratteristica valutabile solo per quei minerali solubili in acqua, come la salgemma.
È una caratteristica che può essere d’aiuto in alcuni casi. Ad esempio, il talco, che è un silicato, lascia una sensazione di unto al tatto.
Peso specifico e durezza
Peso specifico
Indica il rapporto tra il peso del minerale e il peso di un ugual volume di acqua distillata alla temperatura di 4°C. È un dato quantitativo che si può poi confrontare con delle tabelle ufficiali.
Dipende dalla forza dei legami chimici presenti nel cristallo, si valuta utilizzando la scala empirica di Mohs(1820): una scala che possiede 10 gradi di durezza crescente individuati da 10 minerali diversi:
1. Talco
2. Gesso
3. Calcite
4. Fluorite
5. Sparite
6. Ortoclasio
7. Quarzo
8. Topazio
9. Corindone
10. Diamante
1 e 2vengono scalfiti da un’unghia (durezza 2,5); fino al 5 si scalfiscono con una lama d’acciaio da 6 a 10 sono in grado di scalfire il vetro.
Durezza e resistenza
La durezza si può determinare in due modi:
• Per confronto
• Con lo sclerometro: si incide il campione con una punta di diamante e si valuta quanta zavorra occorre aggiungere sulla punta del diamante per riuscire a scalfirlo.
Indica la resistenza posta ad una suscitazione meccanica, mentre si scalfisce con una lama d’acciaio:
• Fragile, se la polvere salta via
• Tenero, se la polvere si deposita ai lati
• Settile, se non origina polvere.
Fatturazione e temperatura di fusione
È la possibilità di fatturare il cristallo secondo piani preferenziali, in cui sono presenti i legami di Van der Waals. Es. Grafite
Temperatura di fusione
È proporzionale alla forza dei legami presenti; i covalenti e gli ionici conferiscono un punto più alto di temperatura di fusione, che si valuta grazie alla scala di Kobell.
Fluorescenza e fosforescenza
È la proprietà per cui un cristallo assorbe energia luminosa e la riemette ad una lunghezza d’onda maggiore, quindi il fenomeno è maggiormente visibile se si irraggia con la luce ultravioletta, perché la riemette nel visibile. I due fenomeni differiscono con i tempi: la fluorescenza termina quando si interrompe la sorgente luminosa; la fosforescenza perdura più a lungo.
La prima è tipica di quei minerali che contengono fluoro (es. fluorite); la seconda di quelli che contengono fosforo (es. apatite).
Radioattività e proprietà ottiche
Radioattivià
È la proprietà che manifestano quei materiali che contengono elementi radioattivi, quali il torio e l’uranio. Le radiazioni si possono misurare con il contatore geiger. (es. uranite e torianite)
Si divide in:
• Bifrangenza, proprietà per cui se un raggio di luce attraversa un materiale ne esce sdoppiato (es. calcite)
• Potere rotatorio specifico: se un raggio di luce polarizzata attraversa il minerale ne esce ruotato in senso orario o antiorario. Avviene soltanto se il minerale è otticamente attivo.
Domande da interrogazione
- Qual è la prima caratteristica visibile dei minerali e come può essere influenzata?
- Come si determina la durezza di un minerale e quali strumenti si utilizzano?
- Quali sono le proprietà ottiche dei minerali e come si manifestano?
- In che modo la lucentezza di un minerale è determinata e quali tipi di legami chimici influenzano questa caratteristica?
- Quali fenomeni sono associati alla fluorescenza e fosforescenza nei minerali e come differiscono?
La prima caratteristica visibile dei minerali è il colore, che è dovuto alla riflessione della luce sulle superfici esposte del cristallo. Può essere influenzato da impurezze nel reticolo, come ioni o atomi diversi, che possono far variare il colore del minerale.
La durezza di un minerale si determina utilizzando la scala empirica di Mohs, che classifica i minerali in base alla loro capacità di scalfire o essere scalfiti da altri materiali. Si può anche utilizzare lo sclerometro, che incide il campione con una punta di diamante.
Le proprietà ottiche dei minerali includono la birifrangenza, dove un raggio di luce attraversa il materiale e ne esce sdoppiato, e il potere rotatorio specifico, dove un raggio di luce polarizzata attraversa il minerale e ne esce ruotato.
La lucentezza di un minerale dipende dall'indice di rifrazione del cristallo rispetto all'aria circostante e dai tipi di legami chimici presenti. I minerali con legami covalenti hanno lucentezza adamantina, mentre quelli con legami ionici hanno lucentezza vitrea.
La fluorescenza e la fosforescenza sono fenomeni in cui un cristallo assorbe energia luminosa e la riemette a una lunghezza d'onda maggiore. La fluorescenza termina quando si interrompe la sorgente luminosa, mentre la fosforescenza perdura più a lungo.
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