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ISOMORFISMO (ISOSTRUTTURALISMO)Stessa struttura - diversa composizione
• di I specie: vicarianza in un solo sito strutturale(olivina: Mg - Fe)
• di II specie: coinvolgimento di più siti strutturali(clinopirosseni: Mg-Fe, Si-Al, Ca-Na)
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Il gruppo delle olivine è composto di minerali con formula generale: X2ZO4
dove X = Mg , Fe2+, (Ca, Ni); Z = Si.
Formula generica delle olivine: (Fe,Mg)2SiO4
Olivine
I termini estremi (end-members) delle olivine sono:Mg2[SiO4] (Fosterite) Fe2[SiO4] (Fayalite)
Sistema di cristallizzazione: ortorombico (Pbmn)
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Grafico composizionale del gruppo delle olivine
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Grafico di cristallizzazione dell’olivina
100% FoOl1 Ol2 X2X1
X
100% Fa
Solido + liquido
Solido + liquido
Ol1, Ol2 = composizione dell’Olivina da un fuso di partenza di composizione X; X,X1 = concentrazione del fuso di partenza;X2 = concentrazione del fuso dopo cristallizzazione di Ol2
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INOSILICATI
Catena semplice
Catena doppia
Pirosseni- Rombici- Monoclini
Anfiboli- Rombici- Monoclini
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Rappresentazione grafica della composizione degli anfiboli (rombici e monoclini).
Quadrilatero Ca-Mg-ΣFe
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POLIMORFISMOStessa composizione – diversa struttura
• Distorsivo (quarzo-α↔ quarzo-β)
• Ricostruttivo (calcite-aragonite, grafite-diamante, quarzo-β-tridimite)
• Ordine-disordine (feldspato potassico: sanidino-ortoclasio-microclino)
• Politipismo (fillosilicati: miche, sepentino)
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Quarzo-α (trig.) Quarzo-β (esag.)
Polimorfismo distorsivo
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Diagramma di fase della Silice
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Polimorfi del CaCO3
Polimorfismo riscostruttivo
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I Carbonati si dividono in sottoclassi:
- carbonati anidri- carbonati idrati
Nella sottoclasse principale (anidri) si individuano tre serie:
• calcite • aragonite • dolomite
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Simmetrie dei carbonati anidri
- ESAGONALI (Romboedrici –32/m), con i cationi di media grandezza(Ca, Mg, Fe, Mn, Zn)
- ROMBICI (2/m 2/m 2/m), con cationi più grandi (Ca, Ba, Sr, Pb)
Il limite di separazione è un raggio ionico di circa 1 Å, come quello del Calcio: per questa ragione è presente in entrambe le serie.
La serie della dolomite, costituita da carbonati doppi (CO3)2, ècaratterizzata dalla perdita di simmetria (-3) dovuta alle differentidimensioni dei due cationi presenti (Ca e Mg).
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Classificazione dei Carbonati
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Calcite
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MagnesiteMgCO3
RodocrositeMnCO3
SmithsoniteZnCO3
Altri carbonati della serie della Calcite
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Carbonati rombici: 2/m 2/m 2/m
Aragonite: CaCO3
Geminato pseudoesagonale
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Polimorfi del Carbonio
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Diamante: struttura cubica (tetraedrica), ma non ad impacchettamento compattobuona sfaldatura {111}simmetria: 4/m-32/mabito: ottaedrico
Grafite: struttura esagonale (anelli di sei atomi)sfaldatura facile: {0001}simmetria: 6/m2/m2/mabito: lamellare
I polimorfi del Carbonio
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POLITIPIA
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OSSIDI
Negli ossidi l’ossigeno si trova combinato con uno o più metalli. Si dividono in: ossidi semplici e ossidi multipli
- Gli ossidi semplici sono formati da un metallo e l’ossigeno, con differenti rapportiX : O (X2O, XO, X2O3, XO2)
- Gli ossidi multipli hanno due siti atomici (A e B) non equivalenti, occupati da metalli, con formula generale XY2O4
Tipo X2O e XO Tipo X2O3 Tipo XO2 Tipo XY2O4 Gruppo dell’ematite Gruppo del rutilo Gruppo dello spinello
Cuprite Cu2O Ematite Fe2O3 Rutilo TiO2 Spinello MgAl2O4 Periclasio MgO Corindone Al2O3 Pirolusite MnO2 Gahnite ZnAl2O4 Zincite ZnO Ilmenite FeTiO3 Cassiterite SnO2 Magnetite FeFe2O4
Uraninite UO2 Cromite FeCr2O3
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Idrossidi
Brucite: Mg(OH)2
Manganite: MnO(OH)
Romanechite: BaMn2+Mn4+8O16(OH)4
Goethite: αFeO(OH)
Diasporo: αAlO(OH)
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Limonite: FeO.OH.nH2O
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Alogenuri
Minerali caratterizzati dalla presenza di alogeni elettronegativi: Cl-, Br-, F-, I-
Salgemma: NaCl
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Fluorite: CaF2
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Varietà di quarzo
Quarzo ialino Quarzo citrino
Quarzo rosa Quarzo ametista
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Altre forme di Quarzo
Geode di quarzo Geode piena (Calcedonio)
Varietà di Agata
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ELEMENTI NATIVI
Si dividono in:
- Metalli- Semimetalli- Non-metalli
I metalli nativi costituiscono tre gruppi:
- gruppo dell’oro (Fm3m), comprende: oro (Au), argento (Ag), rame (Cu) epiombo (Pb)
- gruppo del platino (Fm3m), comprende: platino (Pt), palladio (Pd), iridio (Ir),osmio (Os)
- gruppo del ferro: comprende ferro (Fe) (Im3m), e ferro-nickel (Fe-Ni) (Fm3m)
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Semimetalli nativi:
Arsenico (As), Antimonio (Sb) e Bismuto (Bi) R-3m
(struttura a legame covalente)
Non-metalli nativi:
Zolfo (S), Carbonio (C): Diamante e Grafite
Zolfo: ortorombico Fddd (molto rare le forme monocline)Struttura: anelli ondulati di 8 atomi