Scienze Naturali - I minerali

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I minerali

 

I minerali sono i corpi naturali e inorganici che, aggregati tra loro, costituiscono le rocce metallifere, tipologia di rocce che contiene un’alta percentuale di metallo. I minerali sono gli elementi costitutivi della Terra e dei corpi celesti di tipo roccioso e hanno una specifica composizione chimica che li differenzia gli uni dagli altri. Lo stato fisico dei minerali è quasi sempre solido, tranne il mercurio che si trova liquido.

 

I minerali sono lo stato grezzo e naturale in cui si trovano i metalli, che vengono estratti dall’uomo sin dall'antichità attraverso la metallurgia.

COMPOSIZIONE DEI MINERALI
Come detto, i minerali sono dei corpi chimici solidi, tranne il mercurio che è liquido, costituiti da un insieme ordinato e periodico di atomi, la cui disposizione nello spazio conferisce al minerale la forma definitiva.

Gli atomi, nel costituire il minerale, si dispongono in una maniera precisa, formando i cristalli.

I PARAMETRI FISICI DI CLASSIFICAZIONE DEI MINERALI
I minerali da un punto di vista fisico hanno caratteristiche parametrali che li distinguono tra loro. Oltre al colore, al gusto, all’odore e alla reazione agli acidi, si fa pure riferimento ad altri parametri per classificarli. Come ad esempio:

  • abito cristallino – l’aspetto complessivo del metallo
  • lucentezza – livello di rifrazione, densità ottica, dispersione, tessitura della superficie
  • opacità – tipo di trasmissione della luce
  • durezza – resistenza alla deformazione
  • tenacità – capacità di assorbire energia prima di rompersi
  • frattura – tipologia di rottura irregolare
  • sfaldatura – tendenza di dividersi rispetto ai piani cristallografici
  • strascio – traccia di colore prodotta dalla polvere del minerale 
  • magnetismo – capacità di attrazione del ferro
  • gravità specifica – rapporto tra densità e materiale usato come parametro
  • radioattività – processo fisico-nucleare attraverso cui alcuni nuclei instabili decadono di energia

I PARAMETRI CHIMICI DI CLASSIFICAZIONE DEI MINERALI
Da un punto di vista chimico, i minerali possono essere costituiti da un solo elemento chimico, come ad esempio l’Oro, oppure da una combinazione di elementi diversi, come ad esempio il Quarzo, che è il minerale più diffuso nella crosta terrestre perché composto di Silicio e Ossigeno, i due elementi chimici a loro volta più presenti sulla crosta terrestre.

CLASSIFICAZIONE DEI MINERALI
I minerali, corpi naturali e inorganici conosciuti sin dall’antichità vengono classificati in base alla loro composizione chimica.

I minerali vengono suddivisi in otto gruppi:

  1. gli elementi nativi
  2. i solfuri
  3. gli alogenuri
  4. gli ossidi
  5. i carbonati
  6. i solfati
  7. i fosfati
  8. i silicati

Il criterio di suddivisione dei minerali in otto gruppi si basa sul fatto che otto sono gli elementi più abbondanti che costituiscono i minerali; gli altri elementi invece costituiscono la minor parte e sono poco diffusi in natura.



  • I due elementi più abbondanti sulla terra sono invece il silicio e l’ossigeno

Il nome dei gruppi di minerali, ad eccezione degli Elementi nativi, si riferisce al tipo di ione negativo che si trova in essi. Quindi, ad esempio i solfuri hanno lo ione S 2- ; gli Ossidi l’O2-…e così via.  

CLASSIFICAZIONE DEI MINERALI
I minerali, corpi naturali e inorganici conosciuti sin dall’antichità, oggi vengono classificati in base alla loro composizione chimica.

Secondo la nomenclatura della chimica moderna i minerali sono suddivisi in otto gruppi:

  1. gli elementi nativi
  2. i solfuri → anione: lo zolfo
  3. gli alogenuri o alogenidi → anione: un alogeno
  4. gli ossidi → anione: lo ossigeno
  5. i carbonati → anione: il carbonato
  6. i solfati → anione: il solfato
  7. i fosfati → anione: fosfato
  8. i silicati → anioni: silicio e ossigeno

Il nome dei gruppi di minerali, ad eccezione degli Elementi nativi, si riferisce al tipo di ione negativo (anione) che si trova in essi. Quindi, ad esempio i Solfuri hanno lo ione S 2- ; gli Ossidi l’O2-…e così via. 

  • Gli Elementi nativi

Appartengono a questo gruppo di minerali quelli composti da un solo elemento che si trova appunto da solo e mai combinato con altri elementi. Sono elementi nativi ad esempio l’oro, l’argento, il rame, il diamante, la grafite, lo zolfo. Questi minerali si possono trovare in forma di cristalli oppure amorfa. 

  • I Solfuri

I Solfuri sono la classe di minerali a base di zolfo come anione
(S 2-) o di altri anioni del V° e del IV° gruppo che si combinano con altri ioni positivi, sia metalli che semimetalli. I solfuri hanno cristalli ben formati con un grado di simmetria molto elevato. Si trovano sia nella chimica organica che in quella inorganica. Sono esempi di solfuri la pirite (solfuro di ferro), la galena (solfuro di piombo) o la calcopirite (solfuro di ferro e rame).

  • Gli Alogenuri

Gli Alogenuri sono chiamati così perché il loro ione negativo è un elemento alogeno (gruppo VII A nella tavola periodica), come il fluoro, il bromo, lo iodio e il cloro. Appartengono a questa classe di minerali i cloruri quali la slagemma (NaCl), il comune sale da cucina; i floruri come la fluorite, minerale molto comune che si trova abbondante nell’acqua di sorgente, nel te e nelle alghe, si usano anche come ingredienti dei dentifrici, oppure nell’industria di lavorazione del vetro; i bromuri, abbondanti nell’acqua marina, in passato erano utilizzati come sedativi e gli ioduri che indicano i Sali dello iodio, come lo ioduro di potassio utilizzato in medicina e in fotografia.

  • Gli Ossidi

A questo gruppo di minerali appartengono gli ioni positivi che si combinano con l’ossigeno (O2-). Gli Ossidi possono combinarsi con un metallo formando ossidi basici come l’ossido di alluminio, l’ossido di sodio; l’ossido di calcio, l’ossido rameico, l’ossido piombico sono fondamentali per l’estrazione di metalli quali il ferro (estratto dall’ematite e dalla magnetite); oppure si combinano con un non metallo e formano ossidi acidi come l’anidride carbonica, l’anidride solforosa. 

  • I Carbonati

Ai Carbonati fanno parte la calcite e la dolomite che sono costituenti delle rocce calcaree, dolomitiche e sedimentarie. I minerali carbonati possono essere individuati aggiungendo dell’acido cloridrico liquido sulla roccia e si nota come si sviluppa subito un’effervescenza che libera l’anidride carbonica.

  • I Solfati

Tra i minerali Solfati il più comune è il solfato di calcio idrato, il comune gesso, che si ottiene con l’evaporazione dell’acqua dei giacimenti salini come laghi salati o mari chiusi.

  • I Fosfati

Ai Fosfati appartengono l’apatite che si trova in ambienti sedimentari dove formano depositi di gemme; la piromorfite, utilizzata per la cura delle calcolosi, dell’atrofia muscolare e della disidratazione e infine, tra i fosfati, è compresa la vanadinite usata come antinfiammatorio.

  • I Silicati

I Silicati costituiscono il 92% del volume della crosta terrestre, vengono a loro volta sottoclassificati dal 1930 sulla base della loro struttura cristallina. Esempio di silicato è il quarzo (silicio più ossigeno) che è il secondo minerale più comune sulla crosta terrestre. Si tratta di un minerale molto stabile chimicamente, inattaccabile dagli acidi (solo l’acido fluoridrico può attaccarlo); duro; meccanicamente resistente e eccellente resistenza al calore. Il quarzo è un minerale che non ha sfaldatura e lo si utilizza nelle pavimentazioni e nei rivestimenti.

Autore dell'articolo: Pierpaolo Spanu

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