corso di laurea in scienze naturali mineralogia prof. mario tribaudino dipartimento di scienze della...
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Corso di Laurea in Scienze Naturali Mineralogia
Prof. Mario TribaudinoDipartimento di Scienze della Terramario.tribaudino@unipr.it
0.2 mm = 200 µm = 200000 nm
--- 1m
Minerali nel corpo umano
Minerali
• Composti chimici• Naturali (non sempre)
• Solidi (sempre)
• Cristallini (quasi sempre)
O
Si
Al
Ca
altriKNa
Mg
Fe
% in pesocrosta mantello terra
O 47 46 29.3Si 27.2 21 14.7Al 8.0 1.2Fe 5.8 6.3 34.8Ca 5.1 2.53 1.4Mg 2.8 23 11.3Na 2.3K 1.7
altri <1 <1 <7
% peso % atomica raggio ionico % volumeO 46.60 62.55 1.40 93.8Si 27.72 21.22 0.42 0.9Al 8.13 6.47 0.51 0.5Fe 5.00 1.92 0.74 0.4Ca 3.63 1.94 0.99 1.0Na 2.83 2.64 0.97 1.3K 2.59 1.42 1.33 1.8Mg 2.09 1.84 0.66 0.3
totale 98.59 100.00 100.00
La costituzione della Terra e dalla sua composizione
La composizione della crosta terrestre, su cui viviamo.
Minerali presenti nella crosta terrestre (in volume)
11%
5%
5%
5%
12%
39%
12%
3%8%
plagioclasi
feldspati alcalini
quarzo
pirosseni
amfiboli
miche
minerali argille
altri silicati
non silicati
Pochi elementi, pochi minerali. Se ne può prevedere la presenza e (approssimativamente) la struttura da poche considerazioni di chimica di base
La tavola periodica
Elettronegatività
Un solo anione, O2-
Un catione prevalente, Si4+
I minerali sono per lo più silicati (97%)
RI (Å) RIM/RIO2- coordinazione e-neg M-O % ionicità
O2- 1.40Si4+ 0.42 0.30 4, (6) 1.76 55Al3+ 0.51 0.36 4, 6 2.03 65Ca2+ 0.99 0.71 8, 6 2.46 80Na+ 0.97 0.69 7, 8 2.49 80K+ 1.35 0.95 8, 9 2.59 85
Fe2+ 0.74 0.53 6, 8Fe3+ 0.64 0.46 6
1.86 60
Mg2+ 0.66 0.48 6, (8), (4) 2.27 75
C4+ 0.16 0.11 3 1.00 25Ti4+ 0.68 0.48 6, (4) 2.18 75
Legame prevalentemente ionico: non c’è molecola!
Atomi rappresentabili come sfere, struttura a poliedri di coordinazione
L’anione ha raggio ionico maggiore o molto maggiore del catione
La struttura dei minerali è determinata dalla disposizione dell’anione
I cationi sono posti negli interstizi tra gli ossigeni. Il numero di ossigeni che circondano un dato catione (numero di coordinazione) dipende dal rapporto tra i raggi ionici di catione e anione (quasi sempre O).
Coordinazione teorica
III 0.155IV 0.224VI 0.415VIII 0.732
1y0.5
Coordinazione 3, solo nel C
RI (Å) RIM/RIO2- coordinazione e-neg M-O % ionicità
O2- 1.40Si4+ 0.42 0.30 4, (6) 1.76 55Al3+ 0.51 0.36 4, 6 2.03 65Ca2+ 0.99 0.71 8, 6 2.46 80Na+ 0.97 0.69 7, 8 2.49 80K+ 1.35 0.95 8, 9 2.59 85
Fe2+ 0.74 0.53 6, 8Fe3+ 0.64 0.46 6
1.86 60
Mg2+ 0.66 0.48 6, (8), (4) 2.27 75
C4+ 0.16 0.11 3 1.00 25Ti4+ 0.68 0.48 6, (4) 2.18 75
Il poliedro più importante: SiO44+. E’ un tetraedro!
Vari modi di rappresentarlo, ma solo il primo rispetta il rapporto tra i raggi ionici
L’Al3+ può avere coordinazione tetraedrica, ma anche ottaedrica, 6 (è più grande del Si)
Modi di rappresentazione
La struttura del diamanteTutti gli atomi di C in coordinazione 4
ball-and-stick modelball-and-stick model polyhedral modelpolyhedral model blue C onlyblue C only
Modello a sfereModello a sfere
FCC unit cellFCC unit cell
Aspetto microscopico
Aspetto esterno (stesso minerale)
?
10 nm
200000 nm
Il punto è stato ingrandito di 40 volte per renderlo visibile
1x 10
x 20000 x 500
Aspetto microscopico
Il lato è0.02 μm(0.00002 mm)
In rosso la cella elementare
I pallini verdi sono i vertici del reticolo
Unità asimmetrica
© M
.C.
Esc
her
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