Mineralogia

Struttura cristallina: somma del reticolo + motivo di atomi e ioni

Motivo: può consistere da unità relazionate da semplici trasformazioni geometriche (operazioni di simmetria).

Maglia elementare: contiene il motivo strutturale, e traslata porta alla generazione dell'intera struttura cristallina. Tutte le maglie elementari hanno stessa forma, dimensione e contenuto. L'origine della maglia elementare può essere scelta arbitrariamente.

Cella elementare: più piccola porzione di volume del reticolo che, traslata parallelamente a se stessa, ricostruisce l'intero cristallo.

Classificazione dei cristalli in base alla forma geometrica:

• Piano
• Asse elementi di simmetria
• Centro

Elementi Di Simmetria E Operazioni Di Simmetria

1. ROTAZIONE (n)
   • Asse di rotazione: linea immaginaria attorno al quale un motivo può essere ruotato e ripetere se stesso con lo stesso aspetto una o molte volte durante una rotazione completa. La simmetria di rotazione di

Esprime generalmente con un qualsiasi numero n da 1 a ∞. Asse di simmetria = rotazione di 360°/n

Riflessione (m): produce un'immagine speculare attraverso un piano di riflessione m.

Piano di simmetria (m, dall'inglese mirror): piano immaginario che divide il cristallo in due metà, ciascuna delle quali è l'immagine speculare dell'altra.

Coppia enantiomorfa.

Inversione (i): un'operazione di inversione produce un oggetto invertito tramite un centro di simmetria o di inversione. L'oggetto viene ricreato collegando più punti.

Esempio: ROTAZIONE CON INVERSIONE = esempio di combinazioni tra rotazioni.

Solo 6 tripletti sono compatibili con la simmetria di traslazione:

1. 222
2. 223
3. 224
4. 226
5. 233
6. 234

Il numero delle combinazioni possibili dei diversi elementi di simmetria NON È ILLIMITATO. In base al grado di simmetria, i cristalli vengono ordinati in:

3 Gruppi Cristallini:

1. Monometrico = quando sono presenti due particolari

verticiC = a base centrata

I = a corpo centrato

F = a facce centrate

Combinazione della traslazione con la rotazione: Elicogire condivide un effetto di rotazione con un effetto di traslazione

Combinazione della traslazione con la riflessione: Slittopiani condivide un effetto di traslazione con un effetto di riflessione

230 Gruppi Spaziali

Rappresentano le possibili associazioni coerenti di operatori di simmetria, capaci di portare in coincidenza un atomo con altri ad esso equivalenti, formanti un insieme ordinato, omogeneo, periodico, anisotropo, quale è un cristallo dal punto di vista della sua struttura. Mineralogia e petrografia

Difrattometria x

Metodo per le determinazioni strutturali edel tipo di minerale presente.

I raggi X sono stati scoperti nel 1895 da Roentgen. Sono stati applicati nei minerali per la prima volta nel 1912 da Max von Laue.

I raggi X sono radiazioni elettromagnetiche con lunghezze d'onda attorno all'Armstrong.

Produzione raggi x:

Legge di Bragg: - d

Rappresenta la distanza inter-planare

Mineralogia e petrografia

Isomorfismo, polimorfismo, geminati

Isomorfismo: con la stessa struttura ci possono essere più fasi mineralogiche (da non confondere con i minerali isostrutturali). In un determinato sito strutturale si possono sostituire due o più tipi di cationi. Parliamo di isomorfismo in termini di sostituzione nell'ambito di un sito strutturale, di due specie atomiche.

Le specie atomiche si possono sostituire perché le dimensioni degli ioni vicarianti sono analoghe e quindi i 2 ioni che si stanno sostituendo devono essere molto simili in termini di raggio atomico.

Carica degli ioni: perché avvenga vicarianza tra ioni bisogna che la carica complessiva fornita dai cationi agli anioni sia uguale. Se ho una vicarianza con cariche diverse ci sarà un'altra sostituzione per equilibrare le cariche.

Temperatura e pressione: con l'aumento della temperatura aumentano i moti di agitazione termica.

La pressione invece provoca una riduzione delle dimensioni dei poliedri di coordinazione.

Grado di simmetria della struttura

Polimorfismo: con la stessa composizione chimica ci possono essere più specie mineralogiche.

Esistono 3 forme di polimorfismo:

• Polimorfismo distorsivo es. Silice (SiO₂)

Associazioni regolari

1. Parallele: unione di due o più individui della stessa specie, con parallelismo nelle direzioni cristallografiche.
2. Geminati: unione di due o più individui della stessa specie, con diverse orientazioni cristallografiche, correlabili da un'operazione di simmetria, peculiare del geminato e non dei singoli individui.

Piano di contatto: piano secondo il quale si uniscono i due individui.

• LISCIO geminati di contatto
• SINUOSO geminati di compenetrazione

Geminati di più individui: poligeminati o geminati polisintetici.

Meccanismi della geminazione formulati da Buerger:

• Geminati per accrescimento: dipendono dal posizionamento di atomi o ioni

(ogruppi di atomi o ioni) sulla parte esterna di un cristallo in accrescimento in modo tale che la disposizione regolare del reticolo cristallino originario sia interrotta. La geminazione per accrescimento riflette eventi accidentali durante la crescita libera, detti errori di nucleazione ed è la cosiddetta geminazione primaria. (es. aragonite CaCO₃)

Geminati per trasformazione: si formano a partire da preesistenti cristalli in seguito a trasformazioni polimorfe. Un esempio è dato dai cristalli di quarzo. Ad esempio il quarzo-β, raffreddandosi ad una temperatura inferiore a 573 °C, si trasforma in quarzo-α. Nel passaggio a quarzo-α, la struttura originale del quarzo-β può scegliere fra queste due orientazioni, legate fra di loro da una rotazione di 180°, a causa della struttura trigonale del quarzo-α.

Geminati per scivolamento: si genera in seguito alla deformazione di un cristallo per applicazione di uno sforzo meccanico; lo