Minerali

Un minerale è un composto solido di origine inorganica, la cui composizione è esprimibile da una formula chimica ben definita, in cui le particelle componenti si dispongono in modo ordinato e regolare. L’abito cristallino è la forme esterna di un minerale, che di solito è riconducibile a un poliedro regolare, che rispecchia  approssimativamente la struttura interna, detta reticolo cristallino; quest’ultimo è determinato dalla ripetizione nelle tre dimensioni dello spazio della cella elementare, la più piccola unità tridimensionale che conserva sia la composizione chimica, sia la struttura cristallina di un determinato minerale.

Un cristallo è un corpo solido, naturale o artificiale, che si presenta con una forma esterna poliedrica, definita da facce, spigoli e vertici. La struttura cristallina è determinata dalle dimensioni delle particelle, dal bilanciamento delle cariche ioniche e dalla natura dei legami chimici. La struttura cristallina può essere studiata mediante l’utilizzo dei raggi X.

I solidi amorfi non possiedono una disposizione regolare degli atomi al loro interno; ciò è dovuto al processo di formazione che prevede una rapida solidificazione di un liquido con sviluppo di una struttura tipicamente vetrosa.
Il fenomeno del polimorfismo si ha quando minerali aventi la stessa composizione chimica presentano una diversa struttura del reticolo cristallino, dovuta a diverse condizioni ambientali (temperatura e pressione) all’atto della solidificazione del minerale.  L’isomorfismo è un fenomeno per cui minerali con composizione chimica diversa hanno la stessa struttura del reticolo cristallino; esso dipende dalla vicarianza di ioni di elementi diversi con raggio ionico con dimensioni simili.
Le proprietà fisiche che caratterizzano ogni minerale sono quasi tutte anisotrope, cioè esprimibili con un vettore in quanto esse variano a seconda della direzione considerata all’interno del cristallo. Le principali proprietà fisiche che hanno anche carattere diagnostico sono: colore, durezza, sfaldatura, densità, lucentezza, proprietà ottiche.
La classificazione dei minerali, a parte gli elementi nativi, è ripartita in diversi gruppi in base all’anione presente: solfuri, aloidi, ossidi, idrossidi, carbonati, solfati, silicati. I minerali sono i costituenti delle rocce, ma solo un numero limitato di minerali assume importanza nella composizione della crosta terrestre.

La classificazione dei silicati non è di tipo chimico ma strutturale, in quanto si basa sul modo in cui i tetraedri (SiO44-) si legano e dispongono fra loro:
1. Neosilicati a tetraedri isolati (olivine)
2. Sorosilicati a tetraedri doppi (epidoti)
3. Ciclosilicati con tetraedri disposti ad anello (berillo e tormalina)
4. Inosilicati con tetraedri disposti a catena semplice (pitosseni – augite)
5. Inosilicati con tetraedri disposti a catena doppia (anfiboli – orneblende)
6. Filosilicati con tetraedri disposti a piani sovrapposti (miche – biotite, muscovite)
7. Tettosilicati con tetraedri disposti a struttura tridimensionale (quarzo, alluminosilicati – feldspati)

I minerali fermici (con Fe e Mg) hanno una densità elevata, una colorazione scura e un basso rapporto Si/O.
I minerali sialici (con Al e Si) hanno densità meno elevata, una colorazione chiara e un alto rapporto Si/O.