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La mineralogia è parte delle scienze naturali che studia i minerali dal punto di vista delle loro proprietà morfologiche, chimiche e strutturali, nonché della loro genesi e delle trasformazioni che essi subiscono per processi naturali nel tempo.

La mineralogia, come studio sistematico, nasce in Sassonia nel XVI secolo grazie al noto Georg bauer conosciuto come Georgius Agricola, che portò a compimento il suo lavoro di classificazione dei minerali in base alle loro caratteristiche fisiche.

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Composizione della crosta terrestre e dei minerali

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Composizione della crosta terrestre e dei minerali

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la parola minerali dal latino (minière ovvero "miniera") sono corpi inorganici e naturali, che posseggono una composizione chimica ben definita o variabile in un campo ristretto.

A livello atomico i minerali cristallini possiedono un reticolo cristallino formato a sua volta dalla ripetizione di una struttura geometrica detta cella elementare.

In mineralogia si definisce Cristallo un corpo solido, naturale o artificiale, che si presenta in forma poliedrica, geometricamente definibile.

I minerali costituiscono ma come anche le rocce costituiscono la parte più esterna del nostro pianeta ovvero: La crosta terrestre e altri corpi celesti.

Si distinguono due tipi di croste terrestre:

Crosta Continentale è costituita da rocce che hanno uno spessore maggiore di quelle della crosta oceanica

Crosta oceanica.

Ambedue le croste poggiano su uno strato più denso di rocce chiamato mantello.

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Come si può formare un cristallo?

I Cristalli si possono formare in tre modi vediamo come:

Per Solidificazione di una sostanza, in raffreddamento questo può avvenire sia in superficie con la lava vulcanica o in profondità dai magmi

Per Precipitazione di sostanza che viene disciolta in acqua

Per Brinamento da vapori, come nel caso dei piccoli cristalli di zolfo, che formano incrostazioni in prossimità di zone vulcaniche 🌋

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Il processo di cristallizzazione che può essere lungo quanto breve, ogni modifica delle condizioni ambientali in cui si forma che prevede modifiche fisiche determinate dalla temperatura o pressione, chimiche dettate dalle concentrazioni ioniche nelle soluzioni, questi ultimi possono influenzare la struttura del cristallo che è in crescita.

Da cosa dipendono le caratteristiche di un cristallo?

Le caratteristiche di un cristallo dipendono principalmente dai legami che si formano tra gli atomi che lo compongono.

Sulla base di questi legami si possono classificare poi diverse strutture dei Cristalli ossia:

Ionici formato da ioni positivi e negativi alternati

Covalenti formato da atomi neutri

Metallici formato da ioni positivi

Molecolari formato da molecole tenute insieme da legami fragili

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I Cristalli sono solidi che presentano una forma geometrica regolare, questa forma è determinata dalla cella elementare che definisce l'abito cristallino del minerale.

Per questa evidente ragione le caratteristiche geometriche della cella elementare sono importanti poiché da essa viene definito l'abito cristallino di un minerale, questo processo per ogni minerale non è sempre uguale.

Vediamo un esempio; un minerale con una cella elementare cubica può presentarsi con diversi abiti cristallini ovvero cubico ottaedrico e altri più complessi purché la struttura venga prodotta dalla ripetizione nello spazio di quella cella elementare.

Bisogna sapere però che i Minerali sono in grado di "mascherarsi" in modo molto subdolo poiché avvolte l'abito cristallino appare estremamente complesso, questa sua complessità è determinata dalla combinazione di più forme geometriche insieme.

D'altronde può accadere molto spesso che quella che dovrebbe essere una caratteristica fondamentale per riconoscere il minerale, ossia la forma del cristallo non risulta facilmente identificabile, perché? Durante il processo di formazione, i Cristalli sono spesso ostacolati nella loro crescita questo dovuto ai spazi ridotti e dalla formazione di altri cristalli vicini. Di conseguenza si nota uno sviluppo di alcune facce rispetto ad altre e per questo stesso motivo il cristallo con tale forma finisce per discostarsi dalla forma poliedrica regolare rappresentata dall' abito cristallino

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La domanda sorge spontanea, cosa sono i solidi amorfi?

Essi sono componenti naturali che prendono parte nella crosta terrestre, che pur essendo solidi come pietre e minerali in realtà al loro intendo non dispongono di una disposizione regolare degli atomi.

Si tratta quindi di sostanze amorfe che vanno considerate come dei liquidi ad alta viscosità, impossibilitati dal modificare la propria forma. Quindi queste sostanze si formano dalla rapida solidificazione di un liquido esempio il vetro

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Stiamo parlando del polimorfismo e dell' isomorfismo.

POLIMORFISMO,

Bisogna sapere che i minerali con le stesse composizioni chimiche possono presentare un diverso abito cristallino a seconda delle diverse condizioni sia di pressione che di temperatura del loro ambiente di formazione, questa proprietà dei minerali è chiamata polimorfismo e le diverse configurazioni strutturali del reticolo sono chiamate varianti o modificazioni polimorfe.

Ciascuna variante è costituita da una specifica forma del reticolo cristallino che corrisponde alla struttura più stabile in determinati condizioni di formazione.

Il polimorfismo permette di stabilire le condizioni di temperatura e pressione dell' ambiente di formazione della variante polimorfa di un minerale.

Un caso di polimorfismo molto noto è quello tra diamante e grafite

L'ISOMORFISMO invece è un fenomeno piuttosto frequente per cui i minerali pur avendo una composizione diversa possono avere una struttura cristallina e quindi una cella elementare Analoga, questo fenomeno avviene poiché alcuni Ioni all' interno del reticolo cristallino possono sostituirne altri importante però è il fatto che debbano essere uguali. Questo fenomeno di sostituzione viene chiamato Vicarianza

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Esistono altre proprietà fisiche che permettono di riconoscere il minerale senza ricorrere ad analisi più che approfondite o particolari,

Ecco alcune di queste proprietà importanti dei minerali:

il colore è tra le proprietà più importanti, essa però non definisce con certezza qual è il minerale è osservato

La durezza ovvero la misura della resistenza del minerale sottoposto all' abrasione o la scalfitura

La densità di un corpo e la sua massa per unità di volume

La lucentezza misura il grado in cui la luce è riflessa dal cristallo e può essere metallica o non metallica

Se le forze di legame hanno più o meno la stessa intensità nelle tre direzioni dello spazio, otteniamo delle fratture di forma irregolare ossia scheggiosa, uncinata o curva

Le proprietà ottiche dispensabili per lo studio del riconoscimento del minerale,

La luminescenza è l'emissione di luce da parte di un minerale se sollecitato con raggi UV

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Vista la grande quantità di specie mineralogiche conosciute (circa 2000), è stato necessario ricorrere ad una classificazione dei minerali.

Uno dei criteri di classificazione più diffusi è di tipo chimico, poiché si considera l'anione che caratterizza il minerale, tra gli anioni più importanti vi è:

lo ione silicato,

lo ione carbonato,

lo ione solfato.

In quantità minore vengono classificati anche gli ioni solfuri, fluoruri o aloidi.

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le rocce sono aggregati naturali di minerali facenti parte della crosta terrestre. alcune rocce sono formate da una sola specie di minerale e sono dette rocce semplice, per esempio la quarzite formato di solo quarzo.

altre invece risultano costituite da due o più minerali esse sono chiamate rocce composte ,per esempio il granito.

Geologicamente sono chiamate rocce non solo quei materiali compatti riconosciuti come tali nel linguaggio comune, esistono anche tipi di rocce friabili come alcuni tufi o addirittura ghiaie e sabbie in particolare.

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vari sono i criteri da seguire per la classificazione delle rocce, tra i principali criteri abbiamo: la composizione chimica e mineralogica, la struttura, l'origine e la giacitura.

Un criterio fondamentale alla base di tutto che è più opportuno per la suddivisone delle categorie di rocce abbiamo il criterio genetico, la composizione chimica e mineralogica saranno poi dispensabili per istruire necessarie suddivisioni entro le classi fondamentali.

le rocce vengono suddivise in tre grandi gruppi:

eruttive

sedimentarie

metamorfiche