Minerale
Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
I minerali sono composti naturali formatisi attraverso processi geologici. Il termine "minerale" comprende non soltanto la composizione chimica ma anche la struttura cristallina del materiale. La composizione dei minerali varia dai semplici elementi chimici a semplici sali fino ad arrivare a silicati molto complessi (la maggior parte dei composti organici sono solitamente esclusi), con migliaia di forme conosciute. Lo studio dei minerali è detto mineralogia.
Indice |
[modifica] Cos'è un minerale?
La struttura cristallina si riferisce alla disposizione spaziale ordinata a lungo raggio degli atomi nella loro struttura molecolare. Esistono 14 disposizioni di base degli atomi nelle tre dimensioni e tutti i cristalli conosciuti rientrano in una di queste 14 disposizioni.
Sia la composizione chimica che la struttura cristallina concorrono a definire un minerale. Due o più minerali possono avere la stessa composizione ma differente struttura cristallina (sono detti polimorfi). Per esempio, la pirite e la marcasite sono entrambi solfuri di ferro. Analogamente, alcuni minerali hanno differente composizione chimica ma stessa struttura cristallina (sono detti isomorfi): halite (composta da sodio e cloro), galena (solfuro di piombo - composta da piombo e zolfo) e periclasio (composto da magnesio ed ossigeno) hanno tutti la stessa struttura cristallina cubica.
La struttura cristallina influenza notevolmente le proprietà fisiche di un minerale. Per esempio, diamante e grafite hanno la stessa composizione ma la la grafite è molto tenera mentre il diamante è il minerale più duro conosciuto.
Per essere classificata come minerale, una sostanza dev'essere solida ed avere una struttura cristallina. Dev'essere anche un corpo solido omogeneo di origine naturale con una composizione chimica ben definita. Alcune sostanze che non rientrano strettamente nella definizione, sono classificate come mineraloidi. I minerali conosciuti ad oggi sono oltre 4.000, della classificazione si occupa l'International Mineralogical Association, responsabile dell'approvazione e della denominazione di nuove specie rinvenute in natura.
[modifica] Minerali e rocce
Minerale e roccia sono due cose distinte. Un minerale è un composto chimico con una data composizione ed una struttura cristallina ben definita. Una roccia è un miscuglio di una o più specie minerali in proporzione varia.
I minerali presenti nelle rocce possono variare molto. Alcuni minerali, come il quarzo, la mica o il talco son presenti ovunque mentre altri sono stati trovati solo in una o due località in tutto il mondo. Oltre la metà delle specie di minerali conosciute sono così rare che ne sono stati rinvenuti solo pochi esemplari mentre altri sono conosciuti solo mediante uno o due granelli.
Modalità di cristallizzazione:
- Per solidificazione (raffreddamento) ad es. magma/lava
- Per precipitazione di sostanze in acqua o per sovrasaturazione (raffreddamento) ad es. stalattiti/stalagmiti o per evaporazione del solvente (riscaldamento) ad es. saline
- Per brinamento (da gas a solido) da vapori ad es. vapori di zolfo
- Per trasformazioni solido - solido determinate dal mutare delle condizioni fisiche di equilibrio (pressione e temperatura principalmente) in cui un minerale si trova (es. pirosseno - granato)
[modifica] Proprietà fisiche dei minerali
La classificazione di una specie minerale fra le oltre 4.000 conosciute, può essere molto semplice (per circa 300 specie) ma può anche essere molto difficoltosa per le specie più rare. Un minerale può essere identificato mediante alcune proprietà fisiche e chimiche, alcune di esse possono essere sufficienti per arrivare ad un'identificazione sicura, in altri casi si rende necessario ricorrere ad analisi più approfondite (analisi chimica, diffrazione ai raggi X) costose e col rischio di danneggiare l'esemplare.
Le proprietà fisiche più utilizzate per l'identificazione sono:
- Durezza: la durezza di un minerale è misurata dalla capacità di un minerale di scalfire o essere scalfito da altri minerali e si misura solitamente secondo la scala di Mohs di durezza dei minerali, con valori crescenti da 1(talco) a 10(diamante).
- Lucentezza indica il modo in cui la superficie del minerale interagisce con la luce e può variare da opaca a vetrosa. Si divide in lucentezza metallica,(che riflette comlpetamente la luce)e lucentezza non metallica(che invece la rifrange)
- Colore: indica l'aspetto del minerale in luce riflessa (ciò che vede l'occhio nudo). Il colore di un minerale può dipendere dalla sua composizione chimica principale, oppure dalla presenza di impurità, dalle sue caratteristiche cristallografiche. E molto facile da determinare, ma in molti casi il colore del minerale non è diagnostico per il riconoscimento dato che il minerale stesso, o quanto meno la stessa specie mineralogica può essere rinvenuta con colorazioni diverse.
- Birifrangenza: proprietà ottica, evidenziabile in luce trasmessa, ossia interponendo il minerale tra la fonte luminosa e l'osservatore. Attraverso un cristallo con proprietà birifrangenti è possibile osservare gli oggetti con contorni sdoppiati (classico esempio è la calcite).
- Sfaldatura: descrive il modo in cui alcuni minerali si sfaldano. Nella sfaldatura un minerale si frammenta in parti più piccole, lungo alcuni piani preferenziali di cristallizzazione, mantenendo costanti i valori angolari tra le diverse facce dei frammenti, in altri termini l'aspetto esterno cristallino si mantiene anche nei frammenti più minuti. Nelle sezioni sottili, la sfaldatura è visibile sotto forma di famiglie di linee sottili, parallele entro la singola famiglia, ed intersecantisi ad angoli costanti, attraverso il minerale.
- Frattura: descrive il modo in cui un minerale si rompe senza seguire i piani di sfaldatura. Solitamente le superfici di fratturazione non sono piane, ma hanno una morfologia irregolare, presentandosi a forma concoidale, irregolare, fibrosa.
- Peso specifico: è il peso di un minerale relativamente ad un analogo volume d'acqua.
- Conducibilità:consiste nel verificare se il minerale è un buon conduttore elettrico.
- Altre proprietà: diversi tipi di luminescenza (come la fluorescenza in risposta ai raggi ultravioletti, la fosforescenza e la triboluminescenza), magnetismo e paramagnetismo, radioattività, malleabilità (risposta ai cambiamenti di forma dovuti ad azione meccanica).
Determinate specie minerali possono inoltre presentare un aspetto molto particolare dovuto a peculiari effetti ottici.
[modifica] Proprietà chimiche dei minerali
I minerali possono essere classificati in gruppi in base alla composizione chimica. Qui di seguito i gruppi sono ordinati in base alla loro abbondanza nella crosta terrestre.
[modifica] Silicati
Il gruppo di gran lunga più numeroso è quello dei silicati, composti per lo più da silicio ed ossigeno con l'aggiunta di ioni come magnesio, ferro e calcio. Alcuni importanti silicati, che entrano anche nella composizione di molte rocce, sono: feldspati, quarzo, olivine, pirosseni, granati e miche. La classificazione dei silicati va fatta analizzando la disposizione dei tetraedri SiO4,il quarzo non rientra in questa classificazione (SiO2). I Silicati tendono a essere duri, da trasparenti a traslucidi e di peso specifico medio.
[modifica] Carbonati
I carbonati sono quei minerali contenenti l'anione (CO3)2- ed includono calcite ed aragonite (entrambi carbonato di calcio), dolomite (carbonato di magnesio e calcio) e siderite (carbonato di ferro). I carbonati sono formati per lo più dalle conchiglie del plancton depositatesi sul fondo marino. I carbonati si trovano anche negli ambienti sottoposti a forte evaporazione (per esempio il Gran Lago Salato dello Utah) o nelle regioni carsiche dove lo scioglimento ed il rideposito dei carbonati porta alla formazione di grotte, stalattiti e stalagmiti.
[modifica] Solfati
I solfati contengono l'anione solfato (SO4). I solfati si formano negli ambienti sottoposti a forte evaporazione dove acque molto saline evaporano lentamente permettendo la formazione di solfati e alogenuri sulla superficie dei sedimenti. I solfati più comuni sono l'anidrite (solfato di calcio), la celestina (solfato di stronzio) e il gesso (solfato di calcio idrato).
[modifica] Alogenuri
Gli alogenuri sono il gruppo di minerali che formano i sali naturali e comprendono la fluorite, il sale comune (conosciuto come halite o salgemma) ed il sale di ammonio (cloruro d'ammonio). Gli alogenuri, come i solfati, si trovano frequentemente neegli ambienti sottoposti a forte evaporazione come il Mar Rosso.
[modifica] Ossidi
Gli ossidi sono estremamente importanti per l'industria estrattiva poiché formano miniere di metalli importanti per l'economia. Di solito si formano come precipitati vicino alla superficie terrestre. Gli ossidi più comuni sono: l'ematite (ossido di ferro), lo spinello (ossido di magnesio ed alluminio - un costituente comune del mantello terrestre) e ghiaccio (ossido di idrogeno).
[modifica] Solfuri
I Solfuri sono composti chimici in cui lo zolfo è combinato con elementi metallici e semimetallici. Molti solfuri sono importanti economicamente per l'estrazione dei metalli. I solfuri più comuni sono la calcopirite (solfuro di rame e ferro) e la galena (solfuro di piombo). Molti solfuri hanno lucentezza metallica, sono teneri e con elevato peso specifico. Alcuni hanno lucentezza non metallica o sono più duri. Cristalli ben formati e con elevato grado di simmetria costituiscono la regola.
[modifica] Fosfati
Il gruppo dei fosfati include minerali con l'unità tetraedrica AO4 dove A può essere fosforo, antimonio, arsenico o vanadio. Il fosfato di gran lunga più comune è l'apatite che è un minerale importante anche in biologia perché si trova nei denti e nelle ossa di molti animali.
[modifica] Elementi nativi
Il gruppo degli elementi nativi include metalli ed elementi intermetallici (oro, argento, rame), semi-metalli e non metalli (antimonio, bismuto, grafite, zolfo). Questo gruppo comprende anche alcune leghe naturali come l'elettro (lega di oro ed argento), fosfuri, siliciuri, nitruri e carburi (i quali si trovano in natura solo in alcune rare meteoriti).
[modifica] Voci correlate
gli elementi nativi sono minerali nati da poco ovvero appena nati da mamma e papa
[modifica] Altri progetti
[modifica] Collegamenti esterni
| Scienze della Terra |
|---|
| Climatologia | Geochimica | Geodesia | Geofisica | Geografia | Geologia | Idrologia | Paleontologia | Oceanografia | Scienza dell'atmosfera | Voci di Geologia Italiana |
