OBIETTIVI FORMATIVI

L’obiettivo dell’insegnamento è di fornire le conoscenze di base relative agli aspetti morfologici, strutturali, con riguardo anche alle interazioni con i raggi X, e cristallochimici dei minerali. In base a tali aspetti viene data una classificazione e descrizione dei minerali più importanti, in particolare delle rocce, e delle loro proprietà chimiche e fisiche, con particolare riguardo per quelle ottiche. Viene affrontato sia l'esame macroscopico dei minerali che l'analisi mediante il microscopio polarizzante in luce trasmessa finalizzato all'acquisizione di un metodo di studio sistematico dei minerali trasparenti.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

• Fornire gli strumenti concettuali di base sullo stato cristallino, che caratterizza i minerali, per comprenderne la struttura e le proprietà fisiche e chimiche dei minerali.
• Descrivere le caratteristiche fisiche ed i più significativi processi e trasformazioni che riguardano i minerali.
• Illustrare le più importanti famiglie di minerali che entrano nella costituzione della crosta terrestre, e le loro condizioni di genesi.

PREREQUISITI

Per affrontare efficacemente i contenuti dell’insegnamento è necessario aver sostenuto l’esame di principi di Chimica Generale ed Inorganica e Laboratorio. Per comprendere al meglio la materia sono necessarie nozioni di fisica e matematica.

MODALITA' DIDATTICHE

Per il primo semestre, le lezioni saranno effettuate possibilmente in presenza, garantendo comunque la fruizione delle lezioni anche a distanza, mediante videoregistrazione, sincrona o asincrona. Le esercitazioni di laboratorio saranno organizzate possibilmente in presenza, eventualmente con più turni.

Tutte le attività in presenza saranno effettuate nel rispetto dei limiti di capienza delle aule/laboratori e del distanziamento, previsti dalla normativa vigente a seguito dell'emergenza COVID19.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il programma del corso prevede la presentazione e la discussione dei seguenti argomenti:

PRINCIPI DI CRISTALLOGRAFIA MORFOLOGICA E STRUTTURALE

Definizione di minerale. Stato amorfo e cristallino. Reticolo di traslazione. Cella elementare. Leggi della cristallografia e indici di Miller. Proiezione stereografica. Elementi di simmetria di rotazione e di rotoinversione. Sistemi cristallini e classi di simmetria. Analisi delle principali morfologie cristalline. Reticoli di Bravais. Elementi di simmetria di rototraslazione e slittopiani. Gruppi spaziali. I raggi X e le loro applicazioni. La diffrazione secondo Bragg. Il metodo delle polveri e il diffrattometro.

PRINCIPI DI CRISTALLOCHIMICA

Legame chimico nelle strutture cristalline. Disposizioni compatte di atomi. Esempi di minerali con struttura compatta o quasi compatta. Poliedri di coordinazione. Regole di Pauling. Isomorfismo. Polimorfismo.

CLASSIFICAZIONE E DESCRIZIONE DEI MINERALI PIÙ IMPORTANTI, CON PARTICOLARE RIFERIMENTO AI MINERALI DELLE ROCCE.

Classificazione chimica dei minerali. Descrizione delle caratteristiche morfologiche, strutturali, cristallochimiche e fisiche dei minerali più importanti per diffusione, in particolare delle rocce, con maggiore riguardo alla classe dei silicati e alla loro classificazione cristallochimica.

PROPRIETA’ FISICHE DEI MINERALI: CARATTERI, PROPRIETA’ SCALARI E VETTORIALI.

Proprietà fisiche dei minerali: proprietà scalari e vettoriali. Densità (peso specifico), punto di fusione, fragilità, elasticità, durezza e scala di Mohs, sfaldatura, piezoelettricità, proprietà magnetiche, colore.
 

PRINCIPI DI OTTICA CRISTALLOGRAFICA.

Fenomeni luminosi nei mezzi trasparenti otticamente isotropi ed in quelli anisotropi: riflessione, rifrazione, assorbimento, birifrazione. Indicatrici ottiche ed il loro uso nell'esame dei minerali al microscopio polarizzante. Osservazioni in luce parallela e convergente.

CENNI DI MUSOLOGIA SCIENTIFICA E MUSEOGRAFIA.

ESERCITAZIONI

Riconoscimento di simmetria delle forme di modelli di cristalli. Osservazioni macroscopiche dei minerali con particolare riferimento alle proprietà fisiche. Studio delle proprietà ottiche al microscopio polarizzante di minerali trasparenti. Osservazioni in luce parallela e convergente.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

PUTNIS A. An Introduction to Mineral Sciences, CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS

C. KLEIN MINERALOGIA Zanichelli, Bologna, 2004.
F. MAZZI & G.P. BERNARDINI CAROBBI MINERALOGIA 1 - Fondamenti di cristallografia e ottica cristallografica USES, Firenze, 1988.
C. CIPRIANI & C. GARAVELLI CAROBBI MINERALOGIA 2 - Cristallografia chimica e mineralogia speciale USES, Firenze, 1987.
W.A. DEER, R.A. HOWIE & J. ZUSSMAN Introduzione ai minerali che costituiscono le rocce Zanichelli, Bologna, 1994.