I minerali
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Composizione chimica della Terra solida
Circa il 90% della dell’intera Terra è costituito da 4 elementi, 2 di
questi formano il 70% della crosta.
I minerali sono i costituenti di base di
tutti i tipi di rocce, possono raggiungere
dimensioni notevoli e formare grandi
cristalli dalle forme geometriche regolari.
I minerali che formano la crosta terrestre
sono più di 3000 e ognuno di essi ha una
precisa composizione chimica.
Alcuni minerali sono
elementi nativi, cioè
costituiti da un solo
tipo di atomi e non
combinati con altri
elementi:
è il caso dello zolfo
(S), dell’oro (Au),
dell’argento (Ag) e
del carbonio (C).
Nella maggior parte dei casi, i minerali
sono dei composti costituiti da due o più
tipi di elementi, ossia da due o più tipi di
atomi.
I minerali
Minerale
Solido cristallino
caratterizzato da
una composizione
chimica ben definita
Roccia
Aggregato di
minerali non
definito da una
formula chimica
Reticolo cristallino:
Ripetizione ordinata nello
spazio della cella elementare
7
Minerali e rocceSi ha polimorfismo quando due minerali con la
stessa composizione chimica hanno struttura
cristallina diversa.
Si ha isomorfismo quando due minerali diversi
cristallizzano con la stessa struttura del reticolo
cristallino.
Come si formano i minerali
Cristallizzazione
•Raffreddamento di un
materiale fuso
Precipitazione
•Da soluzioni acquose calde in
via di raffreddamento
Sublimazione
•Di vapori caldi (tipo esalazioni
vulcaniche)
Evaporazione
•Di soluzioni acquose
(soprattutto marine)
Attività biologica
•Con formazione di gusci e
scheletri
Trasformazioni allo stato
solido
•Di minerali preesistenti a
causa di pressione e
temperatura
Come si formano i minerali
Classificazione
minerali
In base alla loro composizione
chimica , i minerali sono riuniti in
alcuni gruppi. Il gruppo di gran
lunga più importante è quello dei
silicati, che da solo
rappresentano circa il 90 % in
volume della crosta terrestre.
Elementi nativi
Diamante Grafite Oro
Argento Zolfo
Gruppi minerali
cationi →
anioni ↓
SiO4
4-
CO3
2-
SO4
2-
Cl-, F-, Br-
O2-, OH-
S2-
PO4
3-
Na+
*
*
Mg2+
*
*
Al3+
*
*
K+
*
Ca2+
*
*
*
*
Fe2+
*
*
*
Minerali
Silicati
Carbonati
Solfati
Alogenuri
Ossidi e
idrossidi
Solfuri
Fosfati
Solfuri
Fe2S
Pirite
ZnS
Blenda
PbS
Galena
Alogenuri
NaCl
Salgemma
CaF2
Fluorite
Ossidi e idrossidi
Al2O3
Corindone
Fe2O3
Ematite
SiO2
Quarzo
Carbonati
MgCO3
Magnesite
CaCO3
Calcite
CaMg(CO3)2
Dolomite
Solfati
BaSO4
Barite
CaSO4
Anidrite
CaSO4 · H2O
Gesso
Fosfati
Ca5F(PO4)3
Apatite
CuAl6[(OH)2|PO4]4H2O
Turchese
Silicati
Classe di minerali composti
prevalentemente da ossigeno e silicio.
La formula chimica di base comune a tutti
è SiO4
4-.
I silicati sono i minerali più diffusi
sulla Terra e costituiscono più del 90%
della crosta terrestre
Sono presenti anche sulla Luna.
A livello geometrico, il silicio e
l’ossigeno formano un tetraedro
Al centro vi è l'atomo di Si
Ai quattro vertici gli atomi di O
Nella struttura sono presenti anche
cationi come:
Al3+ Fe2+ Mg2+ K+ Na+ Ca2+
Silicati
Dai vari modi di unione dei tetraedri e dalla loro diversa disposizione
spaziale hanno origine i corrispondenti tipi strutturali.
Proprietà dei minerali
Caratteristiche che permettono di individuare un
certo minerale.
Durezza Sfaldatura Lucentezza
Colore Densità
Durezza
Resistenza che un minerale presenta ad essere inciso, scalfito da una
punta fatta scorrere su di esso.
La durezza si misura con la scala di Mohs
Sfaldatura
Tendenza dei minerali a rompersi
parallelamente a piani di atomi lungo
alcuni piani preferenziali di
cristallizzazione.
Dipende dalla diversa forza dei
legami tra gli atomi, nelle diverse
direzioni
L'aspetto esterno cristallino si
mantiene anche nei frammenti più
minuti.
Lucentezza
Possiamo distinguerla in:
Metallica
•tipica delle sostanze che
assorbono
completamente la luce.
Non metallica
•tipica dei corpi più o
meno trasparenti.
Colore
Indica ciò che vede l'occhio nudo, e in molti casi
non è diagnostico per il riconoscimento.
Possiamo distinguere minerali:
Idiocromatici Minerali che presentano
sempre lo stesso colore
Lapislazzulo  turchino
Cinabro  rosso
Allocromatici Presentano colori diversi a
seconda delle impurità
presenti nel reticolo
Quarzo affumicato: presenza
di sostanze radioattive
Ametista: tracce di ferro
Lapislazzulo
Cinabro
Quarzo affumicato
Ametista
DENSITÀ
• Massa per unità di volume (kg/m3)
• Dipende dall’addensamento degli atomi nel reticolo,
• È significativa per l’identificazione dei minerali

Minerali

  • 1.
  • 2.
    2 Composizione chimica dellaTerra solida Circa il 90% della dell’intera Terra è costituito da 4 elementi, 2 di questi formano il 70% della crosta.
  • 3.
    I minerali sonoi costituenti di base di tutti i tipi di rocce, possono raggiungere dimensioni notevoli e formare grandi cristalli dalle forme geometriche regolari. I minerali che formano la crosta terrestre sono più di 3000 e ognuno di essi ha una precisa composizione chimica. Alcuni minerali sono elementi nativi, cioè costituiti da un solo tipo di atomi e non combinati con altri elementi: è il caso dello zolfo (S), dell’oro (Au), dell’argento (Ag) e del carbonio (C). Nella maggior parte dei casi, i minerali sono dei composti costituiti da due o più tipi di elementi, ossia da due o più tipi di atomi. I minerali
  • 4.
    Minerale Solido cristallino caratterizzato da unacomposizione chimica ben definita Roccia Aggregato di minerali non definito da una formula chimica
  • 5.
    Reticolo cristallino: Ripetizione ordinatanello spazio della cella elementare
  • 7.
    7 Minerali e rocceSiha polimorfismo quando due minerali con la stessa composizione chimica hanno struttura cristallina diversa. Si ha isomorfismo quando due minerali diversi cristallizzano con la stessa struttura del reticolo cristallino.
  • 9.
    Come si formanoi minerali Cristallizzazione •Raffreddamento di un materiale fuso Precipitazione •Da soluzioni acquose calde in via di raffreddamento Sublimazione •Di vapori caldi (tipo esalazioni vulcaniche) Evaporazione •Di soluzioni acquose (soprattutto marine) Attività biologica •Con formazione di gusci e scheletri Trasformazioni allo stato solido •Di minerali preesistenti a causa di pressione e temperatura
  • 10.
    Come si formanoi minerali
  • 11.
    Classificazione minerali In base allaloro composizione chimica , i minerali sono riuniti in alcuni gruppi. Il gruppo di gran lunga più importante è quello dei silicati, che da solo rappresentano circa il 90 % in volume della crosta terrestre.
  • 12.
  • 13.
    Gruppi minerali cationi → anioni↓ SiO4 4- CO3 2- SO4 2- Cl-, F-, Br- O2-, OH- S2- PO4 3- Na+ * * Mg2+ * * Al3+ * * K+ * Ca2+ * * * * Fe2+ * * * Minerali Silicati Carbonati Solfati Alogenuri Ossidi e idrossidi Solfuri Fosfati
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  • 16.
  • 17.
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    Silicati Classe di mineralicomposti prevalentemente da ossigeno e silicio. La formula chimica di base comune a tutti è SiO4 4-. I silicati sono i minerali più diffusi sulla Terra e costituiscono più del 90% della crosta terrestre Sono presenti anche sulla Luna. A livello geometrico, il silicio e l’ossigeno formano un tetraedro Al centro vi è l'atomo di Si Ai quattro vertici gli atomi di O Nella struttura sono presenti anche cationi come: Al3+ Fe2+ Mg2+ K+ Na+ Ca2+
  • 21.
    Silicati Dai vari modidi unione dei tetraedri e dalla loro diversa disposizione spaziale hanno origine i corrispondenti tipi strutturali.
  • 23.
    Proprietà dei minerali Caratteristicheche permettono di individuare un certo minerale. Durezza Sfaldatura Lucentezza Colore Densità
  • 24.
    Durezza Resistenza che unminerale presenta ad essere inciso, scalfito da una punta fatta scorrere su di esso. La durezza si misura con la scala di Mohs
  • 25.
    Sfaldatura Tendenza dei mineralia rompersi parallelamente a piani di atomi lungo alcuni piani preferenziali di cristallizzazione. Dipende dalla diversa forza dei legami tra gli atomi, nelle diverse direzioni L'aspetto esterno cristallino si mantiene anche nei frammenti più minuti.
  • 26.
    Lucentezza Possiamo distinguerla in: Metallica •tipicadelle sostanze che assorbono completamente la luce. Non metallica •tipica dei corpi più o meno trasparenti.
  • 27.
    Colore Indica ciò chevede l'occhio nudo, e in molti casi non è diagnostico per il riconoscimento. Possiamo distinguere minerali: Idiocromatici Minerali che presentano sempre lo stesso colore Lapislazzulo  turchino Cinabro  rosso Allocromatici Presentano colori diversi a seconda delle impurità presenti nel reticolo Quarzo affumicato: presenza di sostanze radioattive Ametista: tracce di ferro Lapislazzulo Cinabro Quarzo affumicato Ametista
  • 28.
    DENSITÀ • Massa perunità di volume (kg/m3) • Dipende dall’addensamento degli atomi nel reticolo, • È significativa per l’identificazione dei minerali