Descrizione dei terreni e delle strutture molecolari dei minerali

Tipi di terreni e minerali

I terreni a grana grossa sono sabbie e ghiaie, mentre i terreni a granatina sono argille e linee. I terreni a grana grossa sono costituiti da minerali non attivi con acqua, come quarzo e feldspati. Ricordiamo che i minerali si dicono attivi con acqua quando al variare del contenuto di acqua si modifica sensibilmente il loro stato, in primo luogo la loro formabilità. I terreni a grana fina sono costituiti da minerali non attivi con acqua e minerali attivi con acqua, come per esempio minerali argillosi.

Legami chimici nei minerali

Gli atomi si legano tra loro e formano molecole con legami detti valenze primarie. Esse si legano a loro volta con dei legami detti valenze secondarie, che possono essere legami a idrogeno o forze di Van der Waals.

Nel legame a idrogeno l'atomo di idrogeno con la sua carica positiva attrae atomi elettronegativi formando un legame elettrostatico. Nel caso delle forze di Van der Waals si forma un dipolo, ovvero un disequilibrio tra i baricentri delle cariche elettriche positive e negative.

Struttura dei minerali argillosi

I minerali argillosi sono dei silicati in cui ci sono stati di polianioni e policationi tenuti insieme da legami secondari. La struttura tetraedrica è fatta da un atomo di silicio, che presenta quattro valenze positive, unito a quattro atomi di ossigeno, ciascuna con quattro valenze negative. La struttura policationica invece presenta forma ottaedrica, ed è coordinata da alluminio, ferro o magnesio e presenta intorno sei atomi di ossigeno. I tetraedri, che costituiscono la parte polianionica, si uniscono tra di loro in modo che gli atomi di ossigeno della base siano legati ognuno a due atomi di silicio. Si formano delle lastre molecolari avente spessore pari a quelle del tetraedro, ma restano non saturate le cariche al vertice. Quindi se il piano inferiore della lastra è fatto da atomi di ossigeno con valenze equilibrate, il piano intermedio con atomi di silicio con valenza equilibrate, il piano superiore presenta atomi di ossigeno, ciascuno con una valenza libera. Invece la struttura ottaedrica presenta lo strato superiore fatto da atomi di ossigeno con una valenza libera, lo strato intermedio fatto da atomi metallici con valenze equilibrata, e infine lo strato inferiore fatto dato medio ossigeno con una valenza libera. Le lastre tetraedriche e ottaedriche presentano valenze libere alle estremità, si combinano e tendono a saturare le cariche sbilanciate.

Caratteristiche della caolinite e montmorillonite

La caolinite è un minerale in cui i fogli sono costituiti da una lastra ottaedrica e una lastra tetraedrica che in parte si compenetrano, e sono tenute insieme dal legame idrogeno. Nella montmorillonite i fogli elementari presentano un ottaedro interposto tra due fogli tetraedrici, tenuti insieme dai legami più deboli che quindi permettano infiltrazione di acqua.

Per assicurare neutralità elettrostatica le cariche negative presenti sulla superficie dei fogli elementari sono compensate da cationi interscambiabili che si dispongono in superficie, e trattengono le molecole d'acqua tra gli strati.