I minerali (superiori)

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lezione
I minerali (superiori)
Tipo di risorsa Tipo: lezione
Materia di appartenenza Materia: Scienze naturali per le superiori 3
Avanzamento Avanzamento: lezione completa al 100%.

Definizione[modifica]

Questo disegno visualizza la definizione di minerale

I minerali sono corpi

  • solidi
  • naturali (non creati dall'uomo)
  • inorganici (non derivano da sostanze organiche)
  • composizione chimica definita (si possono rappresentare con una formula chimica, es. CaCO3)
  • struttura cristallina (significa che gli atomi che li compongono sono disposti in modo ordinato

Alcune sostanze che non rientrano strettamente nella definizione sono classificate come mineraloidi.

I minerali conosciuti ad oggi sono oltre 4.000.

Proprietà[modifica]

Un minerale può essere identificato mediante alcune proprietà fisiche e chimiche, le più importanti (in grassetto) sono:

  • Abito cristallino (forma geometrica naturale): ogni tipo di minerale possiede una (a volte anche più di una) forma geometrica particolare, che dipende dalla regolare disposizione degli atomi al suo interno.
  • 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 completamente la luce) e lucentezza non metallica(che invece la rifrange). Ad esempio:
    • lucentezza metallica (simile ai metalli)
    • lucentezza vitrea (simile al vetro)
    • lucentezza adamantina (simile al diamante)
  • Colore: indica l'aspetto del minerale in luce riflessa (ciò che vede l'occhio nudo). Il colore di un minerale può dipendere esclusivamente dalla sua composizione chimica, oppure dalla presenza di impurità.
  • Colore dello striscio: a volte è più significativo il colore che un minerale lascia quando viene strisciato su una superficie bianca porosa
  • Densità: è la massa del minerale, relativa ad 1 cm³ di volume. Viene misurata con l'ausilio di una bilancia di precisione e di un picnometro.
  • Sfaldatura: descrive il modo in cui alcuni minerali si frammentano in parti più piccole, lungo alcuni piani preferenziali di cristallizzazione, mantenendo l'aspetto esterno cristallino anche nei frammenti più piccoli.

Altre proprietà[modifica]

  • Peso specifico: si ricava dalla frazione tra peso e volume del minerale, quasi tutti hanno peso specifico superiore a 1 (quello dell'acqua). Minerali come quarzo, calcite e feldspato hanno peso specifico uguale a 3. I minerali ricchi in elementi metallici hanno peso specifico uguale o superiore a 5. La galena ha peso specifico superiore a 7 e l'oro puro maggiore di 19.
  • 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.
  • 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.
  • Conducibilità: consiste nel verificare se il minerale è un buon conduttore elettrico.
  • Elasticità: è la proprietà che hanno ceri minerali di flettersi, deformandosi sotto l'azione di una forza, ma di riprendere poi la forma primitiva quando tale forza cessa.
  • Plasticità: è la proprietà che hanno certi minerali di modificare permanentemente la loro forma senza rompersi, in seguito a sollecitazioni di forze.
  • Malleabilità: è la proprietà di un minerale di lasciarsi ridurre in lamine sottilissime. La sostanza più malleabile è l'oro.
  • Duttilità: è la proprietà di certi minerali di lasciarsi tirare in fili quando vengono passati in una filiera. Il minerale più duttile è il platino, cui seguono l'argento e il rame.

Classificazione[modifica]

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:

  • Silicati: Il gruppo di gran lunga più numeroso è quello dei silicati, composti in cui è presente il gruppo [SiO4]4-, in cui il silicio può essere sostituito dall'alluminio [AlO4]5-, questi minerali vengono chiamati allumosilicati. Alcuni importanti silicati, che entrano anche nella composizione di molte rocce, sono: feldspati, olivine, pirosseni, granati e miche. I Silicati tendono a essere duri, da trasparenti a traslucidi e di peso specifico medio.
  • Carbonati: I carbonati sono quei minerali contenenti l'anione (CO3)2- ed includono calcite, aragonite, dolomite e siderite. I carbonati sono formati per lo più dalle conchiglie del plancton depositatesi sul fondo marino, si trovano anche negli ambienti sottoposti a forte evaporazione o nelle regioni carsiche dove lo scioglimento ed il rideposito dei carbonati porta alla formazione di grotte, stalattiti e stalagmiti.
  • Solfati: I solfati contengono l'anione solfato (SO4)2-. 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).
  • Alogenuri: Gli alogenuri sono il gruppo di minerali che formano i sali naturali e comprendono la fluorite, il sale comune (conosciuto come salgemma) ed il sale di ammonio (cloruro d'ammonio). Gli alogenuri, come i solfati, si trovano frequentemente negli ambienti sottoposti a forte evaporazione come il Mar Rosso.
  • Ossidi e Idrossidi: Negli ossidi l'ossigeno è legato direttamente a un altro elemento, in genere metallico. Di solito si formano come precipitati vicino alla superficie terrestre. Gli ossidi più comuni sono: il quarzo (ossido di silicio), l'ematite (ossido di ferro) e lo spinello (ossido di magnesio ed alluminio, un costituente comune del mantello terrestre).
  • Solfuri: I Solfuri sono composti chimici in cui lo zolfo è combinato con elementi metallici e semimetallici. 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.
  • 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.
  • Elementi nativi: Il gruppo degli elementi nativi comprende minerali formati da un solo elemento(oro, argento, rame...)