LE ROCCE

Le rocce sono aggregati di più minerali che si trovano in natura e non possono essere espresse mediante una formula chimica come per i minerali.

Le rocce vengono classificate in base ai processi dai quali si sono generate.

ROCCE MAGMATICHE

Le rocce magmatiche sono le rocce più abbondanti sulla crosta terrestre e si formano grazie al "Processo magmatico" che consiste nella solidificazione e successiva cristallizzazione del magma per l'abbassamento della temperatura.

Esistono due tipologie di rocce magmatiche:

• Rocce magmatiche "Intrusive": sono rocce magmatiche formatesi per abbassamento graduale della temperatura; ciò avviene all'interno della crosta terrestre e porta alla formazione di una struttura cristallina ordinata (esempi sono il Granito e la Peridotite).
• Rocce magmatiche "Effusive": sono rocce magmatiche formatesi in superficie per abbassamento improvviso della temperatura in superficie. Questi fattori portano alla formazione di piccolissimi cristalli e alla formazione di rocce vetrose o amorfe in cui le particelle sono disposte disordinatamente (esempi sono il Basalto e l'Ossidiana).



IL BASALTO



IL GRANITO

• Rocce magmatiche "Ipoabissali": sono rocce magmatiche che si formano sotto la superficie terrestre in piccole cavità e che hanno, però, un raffreddamento molto veloce.

L'ARENARIA

ROCCE SEDIMENTARIE

Le rocce sedimentarie si formano a partire dalla disgregazione delle rocce a causa di fenomeni esogeni che porta alla formazione di frammenti che si depositano in luoghi di accumulo (Pianure, coste ecc). Poi, con il continuo accumulo, si ha un ispessimento dell'accumulo e quindi di un aumento della pressione. Avviene in seguito il processo della "Diagenesi" che porta alla "cementazione" dei detriti in rocce (Esempi sono l'Arenaria e il Calcare).

ARDESIA

ROCCE METAMORFICHE

Le rocce metamorfiche sono rocce formatesi a causa di alterazioni chimiche e fisiche di rocce della superficie terrestre che sono state portate sotto la crosta terrestre dove vi sono maggior pressione e temperatura.

Le rocce metamorfiche rimangono sempre solide e se le rocce fondono tornano ad essere magma (Esempi sono il Marmo e l'Ardesia).

I SILICATI: UNA GRANDE FAMIGLIA

I Silicati rappresentano la classe di minerali più numerosa e costituiscono circa il 92% dell'intera crosta terrestre.
Questi minerali sono caratterizzati dalla presenza dello Ione Silicato  (SiO₄)^{-4       
avente la forma di un tetraedro con gli ioni O^-2 ai vertici e al centro lo ione Si^4+, disponendosi secondo una combinazione a quattro. Il tetraedro, inoltre, non è elettricamente neutro, ma presenta quattro cariche negative in eccesso che possono essere compensate o grazie a cationi metallici o mettendo in comune gli atomi di ossigeno con altri tetraedri.
Quest' ultimo aspetto è estremamente importante, poichè i Silicati vengono classificati in base alla disposizione dei tetraedri nello spazio e a seconda dei legami che vi sono tra un tetraedro e l'altro.}

LO ZIRCONE

STRUTTURA DELLO IONE SILICATO

NESOSILICATI
Nei Nesosilicati il reticolo cristallino è costituito da tetraedri isolati poichè
questi non mettono in comune i propri atomi con gli altri tetraedri. Le cariche negative vengono bilanciate da cationi metallici (Ferro, Magnesio, Potassio ecc). I Nesosilicati sono compatti, uniformi e caratterizzati da un elevata densità che fa si che siano più presenti nel mantello che nella crosta terrestre. Tra i più importanti vi sono l'Olivina e lo Zircone.

SOROSILICATI
I Sorosilicati sono silicati in cui i tetraedri formano coppie in cui ogni tetraedro condivide un proprio vertice.

L'EPIDOTO

A questo gruppo appartengono circa una settantina di minerali, anche se la maggior parte sono rari.

COPPIA DI TETRAEDRI NEI SOROSILICATI.

Tra i più importanti ricordiamo l'Epidoto.

UN "ANELLO" DEI CICLOSILICATI

CICLOSILICATI

LA TORMALINA

Nei Ciclosilicati i tetraedri si dispongono seguendo una struttura anulare poichè condivide due atomi di ossigeno con due differenti tetraedri. Il rapporto è: Si:O=1:3.
Tra i Ciclosilicati più importanti ricordiamo il Berillo e la Tormalina.




INOSILICATI A CATENE SINGOLE

L'AUGITE

I Pirosseni sono inosilicati in cui i tetraedri si dispongono a creare file singole dove condividono due vertici con due differenti tetraedri. I legami risultano molto forti.
L'Augite è il più conosciuto tra i Pirosseni.

STRUTTURA DEI PIROSSENI

INOSILICATI A CATENE DOPPIE
Gli Anfiboli sono inosilicati dove si formano doppie catene in cui ogni tetraedro condivide due o tre atomi alternativamente. Si formano così delle sequenze di esagoni che mettono in comune due lati con gli anelli adiacenti. Le doppie catene sono legate da forze deboli e quindi i minerali si sfaldano subito in corrispondenza di queste. Il più conosciuto tra gli anfiboli è l'Actinolite.

L'ACTINOLITE

STRUTTURA DEGLI ANFIBOLI

FILLOSILICATI

IL SERPENTINO

Nei Fillosilicati un tetraedro condivide tre atomi di ossigeno con tre diversi tetraedri, formando così una struttura a piani a simmetria tetraedrica. I piani sono legati tra loro per la presenza di cationi metallici; tuttavia i legami sono deboli ed è per questa ragione che spesso questi tipi di silicati si sfaldano in lamine in
corrispondenza dei legami deboli che tengono uniti i piani. Tra i Fillosilicati più importanti ricordiamo il gruppo delle Miche e il Serpentino, un Fillosilicato in cui i piani si arrotolano su se stessi formano una struttura fibrosa.



TETTOSILICATI
I Tettosilicati sono silicati in cui vi è una struttura tridimensionale cristallina che si sviluppa omogeneamente nello spazio. Ogni tetraedro condivide 3 atomi di ossigeno. Inoltre i tetraedri sono uniti ad anelli di quattro in cui due sono orientati verso il basso e due verso l'alto formano la struttura a "Collo d'oca". I Tettosilicati costituiscono il gruppo più abbondante. Tra questi molto importanti sono i Feldspati, Tettosilicati in cui agli atomi di Silicio si possono sostituire atomi di Alluminio; a causa del fatto che l'atomo di alluminio presenta un elettrone in meno, nei Tettosilicati vi è la presenza di cationi metallici per bilanciare le cariche.

STRUTTURA DEI TETTOSILICATI

IL QUARZO

Il più famoso Tettosilicato è il quarzo, anche se chimicamente risulta un ossido.








Vi è anche un' altra classificazione dei silicati che si basa sulle proprietà fisiche e chimiche.
Da questo punto di vista abbiamo:
MINERALI MAFICI
Silicati caratterizzati da un basso rapporto Si:O (il più basso è nei Nesosilicati 1:4), alta densità per via della presenza di cationi metallici, e colorazione scura.
MINERALI FELSICI
Silicati caratterizzati da alto rapporto Si:O, bassa densità e colorazione chiara (Tettosilicati).

FONTI:

IL MIO LIBRO DI SCIENZE DELLA TERRA

WIKIPEDIA

GOOGLE IMMAGINI

SCIENZASCUOLA.IT

LA CLASSIFICAZIONE DEI MINERALI

Sulla terra sono state scoperte fino a 4000 specie di minerali, ma quasi la totalità sono rarissime.

La crosta terrestre è formate da circa 40 minerali differenti che si raggruppano in 7 classi.

La classificazione dei minerali si basa sull'anione più presente e massiccio e, quindi, si ha una classificazione chimica.

I tre Ioni poliatomici più importanti sono:

^{Ione solfato}     SO₄^{2−            Ione carbonato}  CO₃^{2-        Ione silicato}    SiO₄ 

Ora illustrerò le classi dei minerali, tranne quella dei silicati per i quali farò un discorso a parte poichè sono i più numerosi.

LA DOLOMITE

CARBONATI

I carbonati sono minerali in cui è presente lo ione carbonato CO₃^2- e si formano a causa di processi chimici e biochimici nell' acqua marina: infatti si sono originati dalle conchiglie del plancton che si sono depositate sul fondale marino. Tra i più importanti citiamo la Calcite e la Dolomite.

LA CELESTINA

SOLFATI

I solfati sono minerali contenenti lo ione solfato (SO₄)^2- e si formano in zone sottoposte a forte evaporazione  di acqua marina. Tra i più importanti vi sono il Gesso e la Celestina.

ALOGENURI

Anche gli Alogenuri si formano in zone sottoposte a forte evaporazione di acqua marina (la più famosa è il Mar Rosso). Questi minerali, però, non presentano Ossigeno, ma Ioni negativi come lo Ione Cloruro o lo Ione Fluoruro. Tra i più importanti Alogenuri citiamo la Fluorite e il Salgemma.

OSSIDI E IDROSSIDI

Questi minerali sono formati da Ossigeno che è combinato o con un solo elemento (Ossidi) o anche con una molecola d' acqua (Idrossidi). Gli elementi con cui si lega l'ossigeno sono metalli come il Ferro o il Calcio.

LA GALENA

Tra i tanti ricordiamo la Magnetite e l'Ematite. Il Quarzo è chimicamente un ossido, ma viene classificato come un silicato per via della propria struttura interna.

SOLFURI

I Solfuri contengono lo ione solfuro che si combina con metalli e semimetalli. I più importanti sono la Pirite e la Galena.

L' ORO

ELEMENTI NATIVI 

Minerali formati da un solo elemento non combinato con altri. I più famosi sono l' Oro, il Platino e il Diamante.

 

LE PROPRIETA' FISICHE DEI MINERALI

Sopra: Quarzo Ametista (Viola)
Sotto: Quarzo Rosa

I minerali, nella maggior parte dei casi, si presentano non come solidi geometrici perfetti poichè non hanno avuto il tempo necessario a svilupparsi o poichè non si trovavano nel luogo adatto. Per questo motivo vi sono anche minerali di piccolissime dimensioni.
Per poterli identificare nel miglior modo possibile, si prendono in
considerazione alcune proprietà fisiche che li differenziano l'uno dall'altro:

COLORE
Il colore è la prima caratteristica che notiamo e dipende dalla composizione chimica del minerale.

Il Quarzo è un esempio di minerale
Allocromatico.

In alcuni casi (nei Minerali Idiocromatici) identifica subito un minerale (il giallo dello zolfo o il celeste dell'azzurrite), ma in altri può indurre in errore poichè in alcuni minerali della stessa specie sono presenti colorazioni differenti a causa della presenza di impurità chimiche (Minerali Allocromatici).

Lo Striscio dell'Ematite.

IL COLORE DELLA POLVERE
Quando un minerale strofinato su una superficie abrasiva, questo rilascia una polvere colorata che prende il nome di "Striscio". Il colore della polvere è una caratteristica più affidabile del colore del minerale, poichè, anche se un minerale si presenta con diverse colorazioni, il colore della polvere è sempre la stessa.
L' Ematite da sempre uno striscio di color rossastro, anche se si presenta con tonalità tendenti  al grigio,  al rosso o al nero.

SFALDATURA
La sfaldatura indica la tendenza di certi minerali a rompersi quando vengono colpiti.
Il minerale non si rompe a caso, ma lungo piani preferenziali di debolezza, in corrispondenza dei legami chimici più deboli.
Alcuni minerali non presentano piani di debolezza, poichè i legami sono forti in tutte le parti del solido.

Il Diamante è il minerale più duro in natura.

DUREZZA
La durezza misura la resistenza del corpo ad essere scalfito o abraso.
Per misurarla si utilizza la scala Mohs che dispone, secondo valori di durezza da 1 a 10, dieci minerali in moo crescente. Il minerale meno duro è il Talco (1), mentre il più duro in natura è il Diamante (10).

LUCENTEZZA
La lucentezza indica l'interazione tra la superficie di un minerale e la luce.
Viene definita "Metallica" quando il minerale riflette direttamente la luce (tipica di quelli opachi), mentre è definita "Non metallica" quando il minerale la devia dopo essere stato attraversato in parte da essa.

PUNTO DI FUSIONE
Indica la temperatura alla quale il minerale passa dallo stato solido a liquido. Con questo cambiamento di stato il reticolo cristallino del minerale viene distrutta poichè il calore ha spezzato tutti i legami.

La magnetite

MAGNETISMO
Capacità di un minerale di attrarre il ferro e di trasmetterla ad altri materiali. Considerando questa proprietà, il minerale più importante è la Magnetite che era già conosciuta dagli antichi Greci. Il nome "Magnetismo" deriva dal nome del minerale e non viceversa come si crede.

FLUORESCENZA
La Fluorescenza è la capacità di riemettere le radiazioni elettromagnetiche ricevute emettendole nella luce visibile. Questa proprietà è tipica di quelle sostanze aventi pigmenti fluorescenti come i colori degli evidenziatori. In molti casi è necessario l'utilizzo della lampada di Wood per poter analizzare il fenomeno.

Fonti:

Il mio libro di scienza della Terra

Wikipedia

Google immagini

I MINERALI E LA LORO STRUTTURA

Un minerale è un corpo solido formato da un solo elemento o da un composto allo stato naturale.

I Minerali si formano generalmente da processi prevalentemente inorganici e possiedono proprietà fisiche (durezza, colore, lucentezza) che ci permettono di riconoscerli.

Il Quarzo: un esempio di minerale

Essendo formati o da un solo elemento o da un composto chimico, i minerali vengono espressi con formule chimiche.

La disciplina che studia i minerali e le loro proprietà è la mineralogia.

La maggior parte dei minerali sono "policristallini", ovvero formati da 

cristalli che sono corpi solidi formati da particelle aventi una distribuzione regolare nello spazio.

Ogni minerale è caratterizzato da una particolare forma geometrica chiamata "Abito cristallino" che corrisponde alla forma in cui si accrescono i cristalli del minerale.

Internamente, invece, gli atomi che formano i cristalli sono disposti secondo una particolare disposizione chiamata "Reticolo cristallino" in cui la più piccola unità tridimensionale, che conserva la struttura chimica e quella del minerale, è chiamata "cella elementare".

Ad esempio nel cloruro di sodio (NaCl) la cella elementare ha la forma di un cubetto derivato dalla disposizione degli ioni.

I vertici della cella elementare sono chiamati "Nodi", la faccia della cella "Maglia" e il susseguirsi di più nodi "Filare".

A seconda del tipo di particelle che formano un cristallo e le forze di attrazione tra queste, possiamo suddividere i cristalli in quattro categorie:

• Cristalli Ionici: formati da Anioni e Cationi tenuti insieme da forze elettrostatiche (cloruro di sodio).
• Cristalli Covalenti: formati da atomi legati tra di loro tramite legami covalenti (diamante).
• Cristalli Metallici: formati solo da cationi che mettono in comune tra loro elettroni di valenza in tutto il solido (oro e platino).
• Cristalli Molecolari: formati da molecole tenute assieme da forze deboli (ghiaccio).