Mineralogia

Mineralogia e petrografia

Cristallografia morfologica

I cristalli si formano da un liquido, che può essere sia a bassa temperatura che alta. Gli atomi tendono ad aggregarsi, dando luogo al germe cristallino, con atomi disposti in funzione della simmetria di quello che sarà il cristallo. Gli atomi sono attratti dal germe cristallino e, arrivati sulla superficie del germe, instaurano legami chimici con gli atomi presenti nel germe cristallino stesso. I piani di atomi, detti piani reticolari, tendono ad accrescersi.

I cristalli possono crescere più o meno velocemente, e lo stesso vale per le facce del cristallo. La velocità di crescita delle facce dipende dalla densità dei piani reticolari paralleli a quelle facce. La faccia che cresce più lentamente tende a svilupparsi di più, mentre la faccia che cresce più velocemente tende a svilupparsi di meno.

• Facce rosse crescono più velocemente, quelle blu lentamente.
• Le facce blu che crescono lentamente cominciano ad estendersi di più rispetto a quelle rosse.

Le facce sono l'espressione dei piani reticolari. Un cristallo è un corpo omogeneo che ha la forma di un solido geometrico limitato da delle facce poligonali che sono in relazioni con la natura della sostanza chimica che lo costituisce.

Elementi morfologici e leggi cristallografiche

Gli elementi morfologici di un cristallo sono: spigoli, vertici e facce, secondo la relazione di Eulero, F+V=S+2. Ad esempio, nel cubo: 6 facce, 8 vertici, 12 spigoli (6+8=12+2).

Legge della costanza degli angolidiedri: nei cristalli di una data fase di un composto chimico, si misurano angolidiedri tra coppie di facce, che, a parità di temperatura, hanno valori eguali in tutti i cristalli analizzati.

Equazione di un piano: Ax + By + Cz = D, dove A, B, C sono parametri tracciati sul piano sugli assi x, y, z, e D è la distanza del piano dall'origine.

Legge di Hauy o della razionalità degli indici: il rapporto dei rapporti parametrici è uguale al rapporto di tre numeri interi (indici) primi tra loro e comunque piccoli. Gli indici di una faccia si indicano tra parentesi tonde: (1 1 1) indici della faccia parametrica (non parallela a nessun asse, ossia li interseca tutti e tre). L'indice di una faccia parallela ad un asse assume il valore 0. Ad esempio:

• (0 1 1) = faccia parallela all'asse x.
• (0 0 1) = faccia parallela agli assi x e y.

Spigolo: dato dall'intersezione di due piani. Il relativo indice si mette tra parentesi quadre. Ad esempio, [1 0 0] è lo spigolo dovuto all'intersezione di (0 1 0) con (0 0 1).

Asse di zona: asse parallelo ad un insieme di facce.

Forme semplici e habitus

Forme semplici: insieme di tutte le facce fisicamente equivalenti. Molteplicità: numero di facce equivalenti. Habitus: forma semplice dominante o unica del cristallo, ad esempio, habitus cubico (combinazione del cubo con l'ottaedro), habitus ottaedrico, habitus prismatico (combinazione di un prisma esagonale con due facce basali), habitus tabulare.

Cristallografia reticolare

Minerali: composti chimici naturali allo stato solido, dotati di proprietà fisiche omogenee. Disposizione ordinata di atomi (caratteristica dello stato solido), secondo impalcature tridimensionali ben definite.

Filari reticolari: successioni regolari di atomi secondo delle direzioni. Piani reticolari: successioni regolari di atomi secondo piani. Anisotropia: proprietà per cui il valore di una grandezza fisica non è uguale in tutte le direzioni. Isotropia: proprietà per cui il valore di una grandezza fisica è uguale in tutte le direzioni.

Solidi cristallini: formati da un aggregato tridimensionale di ioni, atomi o molecole disposti nello spazio in modo ordinato, a costituire un reticolo cristallino. Un cristallo è composto da unità semplici dette celle elementari, che ripetute nello spazio formano l'intero reticolo.

1. Ordinamento interno di un cristallo: gruppo di atomi ripetuto su di un reticolo.
2. Il reticolo esprime la componente di traslazione dell'ordinamento nello spazio.
3. La ripetizione ordinata di atomi, ioni o molecole è strettamente legata alla simmetria.
4. Cella elementare: più piccola unità di una struttura che ripetuta all'infinito genera tutta la struttura.

Un cristallo è composto da forme geometriche regolari con facce, spigoli e vertici. La struttura è caratterizzata da una disposizione degli atomi nello spazio che si ripete a intervalli regolari lungo più direzioni. L'impalcatura tridimensionale che così si realizza viene chiamata reticolo cristallino.