Teoria e definizioni - Mineralogia

Mineralogia – Teoria e definizioni

Definizione di minerale

Un minerale è un solido inorganico e naturale della crosta terrestre e di alcuni corpi extraterrestri, formatosi per effetto di processi geologici. Ha proprietà fisiche e chimiche costanti. Stabile ed omogeneo a temperatura ambiente, ha al suo interno un’organizzazione ordinata e periodica di atomi, ioni e/o molecole sulle tre direzioni dello spazio (reticolo cristallino).

Legami chimici dei minerali

• Legame ionico  Elevati punti di fusione e durezza. Gli elettroni di legame sono trasferiti fra gli atomi per formare ioni positivi (cationi) e negativi (anioni). Non-direzionale e dipende dalla interazione di Coulomb fra gli ioni. Da luogo a materiali duri e isolanti che presentano coefficienti di espansione e compressione (proprietà termoelastiche) molto bassi. Tipici esempi: K⁺Cl⁻ (silvina) e Na⁺Cl⁻ (salgemma), talco (nei foglietti).
• Legame covalente  Elevati punti di fusione e durezza. Elettroni di legame concentrati fra gli atomi. Legami direzionali. Molecole, ma non solo: anche Ossianioni [XOm]^n-. Bassa coordinazione e densità. Esempio: diamante, solfuri, talco (nei foglietti).
• Legami di Van der Waals  Deboli, legami intermolecolari, bassi punti di fusione. Forze elettrostatiche senza richiedere ionizzazione. Deboli e si decompongono facilmente. Alti coefficienti di espansione e compressione. Esempio in minerali: grafite, zolfo, talco (tra i foglietti).
• Legame metallico  Elevati punti di fusione e durezza. Il legame proviene dagli elettroni liberi delocalizzati. Atomi con numero simile di elettroni. Non direzionali. Delocalizzazione di elettroni. Conduzione elettrica via trasporto elettronico. Opachi.
• Legame idrogeno  Deboli, legami intermolecolari, bassi punti di fusione. È un legame direzionale che si stabilisce in strutture dove c’è un atomo di H, legato all’atomo elettronegativo (O, N) di una molecola, in presenza dell’atomo elettronegativo di un’altra molecola: R - O - H …… O – R’. È un legame più forte di quello di Van der Waals, ma più debole degli altri. In genere composti con questo legame tendono ad essere solubili in acqua. Esempio: tra i foglietti triottaedrici della brucite, tra i foglietti diottaedrici della gibbsite, gesso, ghiaccio.

Clivaggio

Clivaggio = Frattura orientata che si sviluppa parallela a piani cristallografici. Attraversa legami deboli o un numero ridotto di legami.

Isomorfismo

Isomorfismo = Fenomeno per cui due o più sostanze che:

• Cristallizzano nella stessa classe dello stesso sistema;
• Presentano costanti cristallografiche molto vicine;
• Hanno formula chimica analoga

Possono formare, almeno entro certi limiti, soluzioni solide. Queste sostanze risultano fra loro miscibili allo stato solido e possono così cristallizzare insieme dando luogo a "cristalli misti".