i minerali IC Mongibello Ragalna (Catania) Noemi Ferro III^ A anno scolastico 2010-2011

Dove si trovano??? La crosta terrestre è costituita da silicio, ossigeno, alluminio, ferro, calcio, sodio, potassio, magnesio e altri elementi. Silicio e ossigeno sono i più abbondanti e insieme ne rappresentano più del 75%. Questi elementi vengono chiamati minerali, essi sono i costituenti fondamentali delle rocce che formano la crosta terrestre. Progetto di scienze anno scolastico 2010-2011

Cosa sono??? Possiamo quindi affermare che: La crosta terrestre è essenzialmente costituita dalle rocce, aggregati naturali di materiali che si chiamano minerali. E che: I minerali sono sostanze naturali (elementi o composti), solide e con una composizione chimica definita e costante; si trovano in accumuli omogenei più o meno estesi. Progetto di scienze anno scolastico 2010-2011

Sono sostanze naturali perché si formano attraverso processi naturali fisici e chimici; Sono sostanze solide perché possiedono forma e volume propri e grandi forze di coesione tra le molecole, proprietà tipiche dello stato solido (l’unico minerale liquido è il mercurio); Sono sostanze omogenee perché hanno composizione e proprietà uguali in ogni loro parte. Progetto di scienze anno scolastico 2010-2011

Ogni minerale ha caratteristiche proprie, esse dipendono dalla disposizione di atomi e molecole che ne formano la struttura detta reticolo cristallino che costituisce la struttura cristallina dei vari minerali. I minerali hanno quindi forme poliedriche ben precise a seconda della struttura cristallina. Fanno eccezione quei minerali detti amorfi, poiché presentano una struttura disordinata delle molecole. Progetto di scienze anno scolastico 2010-2011

Esempio di un minerale non amorfo … Il diamante ha la forma di un ottaedro; quindi, avendo una struttura con forma poliedrica non è amorfo. Progetto di scienze anno scolastico 2010-2011

Esempio di minerale amorfo … L’opale non ha una precisa forma geometrica; quindi è un minerale amorfo. Progetto di scienze anno scolastico 2010-2011

Classificazione e proprietà fisiche dei minerali … Oggi, si conoscono circa 3000 minerali diversi che vengono classificati in otto classi, in base alla loro forma geometrica, alla composizione chimica, al reticolo cristallino e alle proprietà fisiche particolari che ciascuno di essi presenta. Progetto di scienze anno scolastico 2010-2011

1° classe: elementi nativi 1° classe: elementi nativi. Minerali formati da un solo elemento chimico: oro, argento, rame, piombo, ferro, zinco, carbonio (diamante e grafite) ecc. Progetto di scienze anno scolastico 2010-2011

2° classe: solfuri. Minerali formati da vari elementi metallici combinati con lo zolfo: galena (piombo e zolfo), pirite (ferro e zolfo), cinabro (mercurio e zolfo) ecc.

3° classe: alogenuri. Minerali formati da vari elementi combinati con fluoro e cloro: fluorite (calcio e fluoro), salgemma (sodio e cloro) ecc. Progetto di scienze anno scolastico 2010-2011

4° classe: ossidi e idrossidi 4° classe: ossidi e idrossidi. Minerali formati da vari elementi metallici combinati con l’ossigeno o con composti contenenti ioni OH: quarzo (silicio e ossigeno), ematite (ferro e ossigeno), limonite (idrossido di ferro) ecc.

5° classe: carbonati. Minerali formati da vari elementi metallici combinati con il gruppo carbonico (CO3): siderite (ferro e gruppo carbonico), malachite (rame e gruppo carbonico) ecc. Progetto di scienze anno scolastico 2010-2011

6° classe: solfati. Minerali formati da vari elementi metallici combinati con il gruppo solforico (SO4): celestina (stronzio e gruppo solforico), barite (bario e gruppo solforico) ecc.

7° classe: fosfati. Minerali formati da vari elementi combinati con il gruppo fosforico (PO4): apatite (calcio,fluoro, cloro e gruppo fosforico) ecc. Progetto di scienze anno scolastico 2010-2011

8° classe:silicati. Minerali formati da vari elementi combinati con il gruppo silicico (SiO4): topazio (alluminio, fluoro e gruppo silicico), zircone (zirconio), mica (alluminio e gruppo silicico) ecc.

Per riconoscere i minerali gli esperti usano mezzi più o meno sofisticati che richiedono, a volte, complicate attrezzature da laboratorio. Ogni minerale però presenta proprietà fisiche che spesso ne consentono il riconoscimento anche a occhio nudo. Esaminiamone alcune... Progetto di scienze anno scolastico 2010-2011

Il colore … Il colore è una caratteristica ottica dei minerali; esso però non è sempre utile per riconoscere un minerale, in quanto alcuni di essi presentano molte varietà di colori. Per esempio il quarzo può essere rosa, bianco, viola e giallo. I minerali che mostrano diversi colori sono detti allocromatici, quelli che ne presentano solo uno sono detti idiocromatici. Progetto di scienze anno scolastico 2010-2011

La lucentezza … La lucentezza, la proprietà ottica più rilevante di un minerale, è la capacità di riflettere la luce. In base a questa caratteristica, i minerali possono essere opachi, se non riflettono la luce, ma la assorbono, e trasparenti, se invece riflettono la luce. Progetto di scienze anno scolastico 2010-2011

I minerali presentano vari tipi di lucentezza … Adamantina : tipica del diamante Progetto di scienze anno scolastico 2010-2011

Cerea: tipica dell’alabastro

Metallica: tipica dei minerali metallici come l’oro, l’argento e il platino

Resinosa: tipica dello zolfo e della tormalina

Vitrea: tipica del quarzo

Grassa: tipica del turchese

Madreperlacea: tipica della mica e del gesso

La durezza … La durezza è la resistenza che il minerale presenta alla scalfittura. In base a questa, i minerali si possono classificare secondo la scala di Mohs ( il nome deriva dal mineralogista austriaco che la creò), essa stabilisce 10 gradi di durezza, ciascuno caratteristico di un certo minerale preso come riferimento. I dieci minerali di riferimento sono a durezza crescente e tali che ciascuno è scalfito da quelli che lo seguono e scalfisce tutti quelli che lo precedono. Progetto di scienze anno scolastico 2010-2011

Un qualsiasi altro minerale scalfito, ad esempio dal quarzo, ma non dall’ortoclasio, ha caratteristiche intermedie fra questi due. È molto importante conoscere la durezza di un minerale, perché determina i possibili usi del materiale stesso: quelli teneri sono usati come lubrificanti, quelli semiduri come abrasivi, quelli duri per incidere materiali e quelli durissimi per tagliare materiali. Progetto di scienze anno scolastico 2010-2011

Come si sono formati i minerali? Il processo che ha portato atomi disposti a caso nella crosta terrestre ad assumere strutture ordinate fino a formare il reticolo cristallino tipico dei vari minerali è un fenomeno fisico, detto cristallizzazione, che avviene in natura in particolari condizioni ambientali. Le modalità a secondo le quali può avvenire la cristallizzazione sono diverse: Progetto di scienze anno scolastico 2010-2011

Cristallizzazione per evaporazione e precipitazione … ... Avviene se, in una soluzione molto concentrata, evapora il solvente e i minerali in essa disciolti precipitano depositandosi sul fondo secondo la loro struttura cristallina. Si formano per evaporazione il salgemma, la calcite e il gesso. Progetto di scienze anno scolastico 2010-2011

Cristallizzazione per raffreddamento … … avviene nel magma, che, in profondità o in superficie, incontrando temperature inferiori a quella di fusione, raffredda e solidifica formando i vari cristalli. Progetto di scienze anno scolastico 2010-2011

Cristallizzazione per sublimazione … … avviene nella formazione di quei minerali che si trovano nel magma sotto forma di vapori. Quando il magma si raffredda, i vapori passano direttamente allo stato solido formando i vari cristalli. Progetto di scienze anno scolastico 2010-2011

FINe !!