Obiettivi Formativi

Conoscenza della composizione chimica, struttura e genesi dei minerali come componenti cristallini delle rocce costituenti la Terra solida; concetti fondamentali di cristallografia, cristallofisica e cristallochimica e delle principali caratteristiche macroscopiche utili al riconoscimento dei minerali; conoscenza dei tratti fondamentali del processi genetici e dei criteri classificativi dei minerali; conoscenza della stabilità e delle modalità di trasformazione dei minerali nei diversi ambienti termodinamici. Consapevolezza del ruolo della strutturistica mineralogica per la comprensione della composizione e dell’evoluzione della Terra. Acquisizione di sensibilità ai temi dello “sviluppo sostenibile”, della compatibilità ambientale e dello sfruttamento delle materie prime naturali; attitudine alla descrizione qualitativa e quantitativa dei sistemi naturali. Sensibilità verso l’approccio scientifico multidisciplinare.

Learning Goals

Knowledge of: - Chemical composition, structure and genesis of the main minerals forming the Earth crust. - Fundamental concepts on crystallography, crystal-physics, crystal-chemistry. - Macroscopic characteristic of minerals - Minerogenetic processes - classification of minerals - Concepts of mineral stability and phase transformation - role of the studies on mineral structure on our knowledge on Earth structure, composition and evolution

Metodi didattici

Lezioni frontali ed esercitazioni

Teaching Methods

Lectures and excercises

Prerequisiti

Superamento degli esami dei corsi di Chimica e Fisica

Prerequisites

Chemistry and Physics

Verifiche dell'apprendimento

Esame orale e scritto

Assessment

Oral exam and written tests

Programma del Corso

• Introduzione alla mineralogia • Cristallografia generale: Stato cristallino e stato amorfo. Il reticolo di traslazione: cella elementare, proprietà del piano reticolare. Gli elementi di simmetria morfologica e le loro combinazioni; condizioni di coesistenza degli elementi di simmetria; gruppi planari, sistemi cristallini e classi di simmetria; i 14 reticoli Bravaisiani; simmetrie oloedriche e meroedriche; gli elementi di simmetria con traslazione; i 230 gruppi spaziali. • Cristallografia morfologica: Elementi geometrici di un cristallo: facce, spigoli, vertici. Esempi di diversi aggregati e diverse morfologie cristalline. Leggi della cristallografia morfologica. Simmetria del cristallo macroscopico, gruppo di simmetria, forme semplici e composte. • Esercitazioni di cristallografia morfologica e proiezioni stereografiche. • Cristallofisica: Proprietà scalari e vettoriali; superifici ausiliarie; properietà continue e discontinue; proprietà isotrope e anisotrope. Simmetria delle proprietà fisiche; restrizioni di simmetria; principio di Neumann. Relazioni tra proprietà fisiche e struttura. Densità, temperatura di fusione, colore, conducibilità, durezza, deformabilità, sfaldatura, effetto piezoelettrico, effetto piroelettrico. Cenni di cristallografia a raggi X • Esercitazioni sulle proprietà fisiche dei minerali più comuni • Cristallochimica: Il legame chimico (ionico, covalente, metallico, idrogeno, van der Waals). Raggi ionici; relazione tra coordinazione e dimensioni atomiche. Impacchettamenti compatti: cubico compatto, esagonale compatto; siti interstiziali degli impacchettamenti compatti; esempi di strutture basate su impacchettamenti compatti di sfere; esempi di strutture ioniche aperte. Criteri di stabilità delle strutture ad impalcatura poliedrica: le regole di Pauling. Isomorfismo e polimorfismo; soluzioni solide; campi di stabilità ed esempi di diagrammi di fase; tipi di trasformazioni polimorfe (distorsive, ricostruttive, ordine-disordine, politipismo, di legame). • Genesi dei minerali • Mineralogia speciale: Classificazione delle famiglie mineralogiche. Composizione della crosta terrestre e principali fasi del mantello. Componenti fondamentali, accidentali e accessori delle rocce. Classificazione dei silicati: Quarzo e altri polimorfi della silice (tridimite, cristobalite, coesite, stishivite, silice amorfa e idrata). Feldspati alcalini: polimorfi del feldspato sodico e del feldspato potassico; pertiti; feldspato calcico e plagioclasi. Feldspatoidi e zeoliti. Allumino silicati. Fillosilicati: serpentino, caolinite, talco, pirofillite, clorite, muscovite, biotite, montmorillonite; proprietà dei minerali argillosi. Pirosseni: quadrilatero dei pirosseni, enstatite, ferrosilite, diopside, hedembergite; soluzioni solide; omphaciti ed aegirine-augiti. Anfiboli: ferromagnesiaci, calcici, sodici; orneblenda. Nesosilicati: olivine; granati. Alluminosilicati Elementi nativi Alogenuri Carbonati Solfati Solfuri Ossidi e idrossidi Apatiti

Course Syllabus

-Introduction -Cristallography -Morphological crystallography -Crystal-physics -Crystal-chemistry, polymorphism, isomorphism -Mineral genesis -Classification of mineral families - Study of the main mineralogical families