I minerali

I minerali che costituiscono la crosta terrestre sono formati dalla combinazione degli stessi elementi chimici che si ritrovano in tutto l’Universo. Alcuni minerali, come l’oro e l’argento, sono formati da un solo tipo di elemento, ma la maggior parte sono il risultato della combinazione di più elementi, legati tra loro in un composto chimico.

Un minerale è una sostanza naturale solida, con due caratteristiche fondamentali: una composizione chimica ben definita (o variabile entro ambiti ristretti) e una disposizione ordinata e regolare degli atomi che la costituiscono, fissa e costante per ogni tipo di minerale.

I minerali sono in genere di origine inorganica, ma vengono considerati minerali anche sostanze come i carboni, gli idrocarburi e l’ambra, la cui formazione passa attraverso processi biologici.

Quasi tutti i minerali hanno una struttura cristallina, cioè un’«impalcatura» di atomi regolare e ordinata. Da questa struttura invisibile si origina la forma esterna del minerale, che è invece ben visibile e altrettanto regolare e che viene chiamata abito cristallino o cristallo. Un cristallo, quindi, è un solido geometrico con facce, spigoli e vertici che si originano per la crescita progressiva, atomo dopo atomo per miliardi di volte, di una struttura tridimensionale elementare di dimensioni infinitesime.

La struttura interna di un cristallo di un qualunque minerale è quindi caratterizzata da una disposizione degli atomi nello spazio che si ripete a intervalli regolari lungo più direzioni. La struttura tridimensionale che così si realizza viene genericamente chiamata reticolo cristallino e si presenta come allineamenti regolari di atomi.

Proprietà

La composizione chimica e l’abito cristallino sono le caratteristiche fondamentali di un minerale; ad esse si associano però altre proprietà fisiche, che aiutano nel suo riconoscimento.

• La durezza è la proprietà di resistere all’abrasione o alla scalfittura e dipende dalla forza dei legami reticolari. Questa viene misurata in base alla scala di Mohs, una successione determinata di 10 minerali, ciascuno dei quali può scalfire le facce del minerale che lo precede nella scala e viene invece scalfito dal minerale che lo segue (tabella ►2).
• La sfaldatura è la tendenza di un minerale a rompersi per urto secondo superfici piane, parallele a una o più facce dell’abito cristallino. Essa dipende dalla diversa forza dei legami tra gli atomi nelle diverse direzioni entro il cristallo. Un cristallo di salgemma, per esempio, si sfalda lungo le superfici che formano tra loro angoli diedri di 90 gradi, per cui i frammenti che ne risultano sono tutti di forma cubica (figura ►5).
• La lucentezza (figura ►6) misura il grado in cui la luce viene riflessa dalle facce di un cristallo e si distingue in:
• metallica, tipica di sostanze che assorbono totalmente la luce e che risultano opache;
• non metallica, tipica dei corpi più o meno trasparenti.
• Il colore è una proprietà molto evidente, ma meno diagnostica di altre.
I minerali idiocromatici sono minerali che presentano sempre lo stesso colore (ad esempio: il lapislazzulo è sempre turchino; la malachite verde; il cinabro rosso ecc.)
I minerali allocromatici sono minerali che presentano colori diversi a seconda delle impurità chimiche rimaste incluse nel reticolo durante la sua formazione o per certi «difetti» in alcuni punti del reticolo (ad esempio: il quarzo e molte pietre preziose; si riveda la figura 6B).
• Un’altra caratteristica importante dei minerali è la densità (massa per unità di volume; nel Sistema Internazionale si misura in kg/m3). Essa dipende dall’addensamento di atomi nel reticolo, per cui il suo valore è significativo anche per l’identificazione dei minerali.

  

  cristallo di salgemma(cloruro di sodio)

  
  

  

  a sinistra cristallo di Pirite(solfuro di ferro) a destra cristalli di quarzo ametista

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