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I minerali: definizione e classificazione

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(Credit: www.geologyin.com)

“I minerali sono sostanze naturali, inorganiche, solide ed omogenee, costituiti da una composizione chimica ben definibile e da una struttura interna caratterizzata da una disposizione ordinata di atomi, ioni o molecole definita come reticolo cristallino”.

È pertanto escluso da questa categoria il vetro, definito una sostanza amorfa proprio perché privo di un reticolo cristallino.

PROCESSI DI FORMAZIONE DEI MINERALI

Sostanzialmente, i minerali possono formarsi attraverso tre processi principali:

  • Solidificazione di un fuso, ovvero di magma, che quando raggiunge la superficie prende il nome di lava;
  • Diffusione allo stato solido: processo in cui c’è movimento di atomi o ioni in un solido per disporsi all’interno di un reticolo cristallino;
  • Precipitazione da una soluzione: un processo in cui c’è la separazione tra il soluto, allo stato solido, ed il solvente (il sale si forma in questo modo).

PROPRIETÀ DEI MINERALI


Distinguere un minerale da un altro non è così semplice come può sembrare. Perciò dobbiamo ricorrere ad una serie di proprietà fisiche come:

  • Lucentezza: proprietà che dipende da come il minerale è in grado di interagire con la luce. Può essere di vari tipi: terrosa, metallica, grassa, vitrea, ecc.
  • Peso specifico: dato dal rapporto tra il peso di un campione (un minerale in questo caso) sul suo volume. L’unità di misura secondo il SI è N/m3

  • Striscio: si tratta del colore della polvere che viene fuori “strisciando” il minerale su una superficie, come una piastrella non smaltata.
  • Sfaldatura: è letteralmente il modo in cui un minerale si “rompe” lungo dei piani, detti appunto “piani di sfaldatura” che sono dei punti in cui i legami tra atomi sono più deboli all’interno del reticolo cristallino.
  • Durezza: misurata con la scala di Mohs, in cui dal numero 1 al numero 10 abbiamo un aumento della durezza.
  • Abito cristallino: ovvero l’aspetto di un cristallo. Può essere di vari tipi: colonnare, cubico, dendritico, lamellare…
  • Forma cristallina: è una proprietà che si riferisce alla forma del cristallo cresciuto senza impedimenti.
  • Colore: si riferisce ovviamente al colore del minerale, tuttavia è la proprietà meno diagnostica perché due minerali con composizione chimica differente possono avere lo stesso colore.

Talvolta due minerali possono avere composizione chimica identica, ma una diversa disposizione degli atomi nel reticolo cristallino.

In questo caso si parla di polimorfi e l’esempio più famoso è quello del Diamante e della Grafite (la punta delle nostre matite), entrambi fatti da C puro, ma con un reticolo cristallino completamente differente.

Diamante e Grafite: minerali con la stessa composizione chimica, ma diverso reticolo cristallino (Credit:Wikipedia)

CLASSIFICAZIONE DEI MINERALI

I minerali dunque possono essere classificati in una serie di “famiglie”, ciascuna con le sue peculiari caratteristiche. Di seguito:

  • Silicati
  • Carbonati
  • Alogenuri
  • Solfati
  • Elementi nativi
  • Ossidi
  • Solfuri
  • Fosfati

SILICATI

Sono caratterizzati chimicamente da un gruppo anionico fondamentale, SiO4-in cui un atomo di Si si lega a 4 atomi di O costruendo un’unità tetraedrica.

Sono i minerali più diffusi sulla Terra, in quanto elementi come il Si e l’O sono presenti in percentuali elevate sul nostro pianeta.

Nei silicati rientrano i seguenti gruppi di minerali:

Nesosilicati

I gruppi SiO-44  sono isolati. Esempi: Olivina, Zircone.

Tectosilicati

Minerali
Il Quarzo (Credit: Google Immagini)

In questo gruppo rientrano i minerali con un reticolo cristallino formato da tante unità tetraedriche unite a formare delle strutture tridimensionali. Ogni tetraedro mette in comune tutti e quattro gli atomi di O. Esempi: Quarzo, Feldspato.

Inosilicati

In questo gruppo di silicati rientrano due tipi di reticoli cristallini: catena singola (Si2O6) e catena doppia (Si4O11). Esempi: Pirosseni ed Anfiboli rispettivamente.

Sorosilicati

Caratterizzati dal gruppo Si2O7, formano due unità tetraedriche unite per un vertice (dove troviamo un atomo di O). Esempi: Epidoto, Emimorfite.

Ciclosilicati

Contengono anelli di tetraedri con un rapporto Si:O=1:3. Esistono tre possibili configurazioni: Si3O9, Si4O12 e Si6O18. A questa categoria appartengono minerali come Berillo e Tormalina.

Fillosilicati

In questa famiglia di minerali, i tetraedri hanno tutti in comune 3 atomi di O, realizzando delle configurazioni di foglietti bidimensionali. Appartengono a questo gruppo le Miche.

CARBONATI

In questo gruppo di minerali, il Ca ed il Mg si legano chimicamente con l’anione CO2-3 . I due carbonati più comuni sono il carbonato di calcio, altresì nota col nome di Calcite (la cui formula chimica è CaCO3) e il carbonato doppio di calcio e magnesio, la Dolomia (la cui formula chimica è MgCa(CO3)2).

Calcite (Credit:Wikipedia)
Dolomia (Credit: Wikipedia)

ALOGENURI

Halite (Credit: Wikipedia)

Elementi fondamentali di questo gruppo di minerali sono gli Alogeni. Di cosa si tratta?

Si tratta di tutti gli elementi che fanno parte del diciassettesimo gruppo della tavola periodica. Esempi di alogenuri sono l’Halite, o Salgemma, la cui formula chimica è NaCl (il nostro comune sale da cucina).

SOLFURI

Consistono di un catione metallico legato all’anione S2-. Rientra in questa categoria la Pirite (solfuro di ferro, FeS2).

SOLFATI

Gesso (Credit: Wikipedia)

Caratterizzati dal legame tra il gruppo anionico del Solfato (SO42-) e cationi metallici.

Molti solfati si generano per precipitazione a partire da un fluido; ne è un esempio il Solfato di Calcio biidrato, meglio noto come Gesso (CaSO4 x 2H2O).

 

OSSIDI

Magnetite (Credit: www.Geology.com)

Negli ossidi si forma un legame tra cationi metallici ed atomi di ossigeno. Tra gli ossidi più famosi abbiamo la Magnetite (Fe3O4).

FOSFATI

Sono una categoria di minerali in cui è presente lo ione fosfato PO3−4. Un esempio è l’Apatite.

ELEMENTI NATIVI

Zolfo (Credit: google immagini)

Per elemento nativo si intende un minerale costituito da un elemento chimico puro; come: Zolfo (S), Oro (Au) ecc.

 

 

Maria Modafferi

Bibliografia

Marshak S., La terra ritratto di un pianeta, Zanichelli, 2004

 

 

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