Obiettivi formativi
Gli obiettivi del corso sono di conoscere:
1) nozioni di base di cristallografia morfologica e reticolare
2) le proprietà fisiche dei minerali utili al riconoscimento
3) la sistematica dei minerali più comuni nelle rocce e nell'ambiente
4) nozioni di base di ottica mineralogica e apprendimento di base delle tecniche di microscopia.
Prerequisiti
Aver seguito e possibilmente dato l'esame nei corsi di Chimica e Matematica.
Contenuti dell'insegnamento
La mineralogia studia i minerali che sono i costituenti delle rocce. La mineralogia è propedeutica ai corsi delle Scienze della Terra a causa delle molteplici interazioni tra i minerali e l’uomo. Lo scopo del corso è di fornire le nozioni di base sulle caratteristiche chimiche e fisiche dei minerali e le nozioni propedeutiche di cristallografia e ottica cristallografica per i corsi di Petrografia e geochimica.
Programma esteso
Programma
Definizione di minerale. Minerali nell'ambiente, risorse e rischi ambientali.
Parte 1. I minerali: come sono costituiti
La cristallografia mineralogica: Reticoli bi e tri-dimensionali. Simmetria
traslazionale e sistemi cristallini. Cristallografia morfologica. Leggi
di Stenone e di Hauy. Faccia parametrica ed indici di Miller.
Indicizzazione di facce e spigoli. Elementi di simmetria morfologica
dei cristalli. I 32 gruppi puntuali e le forme compatibili. La
proiezione stereografica: riconoscimento e proiezione degli elementi di
simmetria e determinazione della simmetria puntuale in cristalli
ideali.
Parte 2: Proprietà chimiche e fisiche: come si riconoscono
Proprietà fisiche scalari, vettoriali e tensoriali e relazioni con la simmetria del minerale: esempi su dilatazione termica, compressibilità, velocità della luce nel mezzo, durezza e magnetizzazione. Diffrazione a raggi X e riconoscimento dei minerali: diffrazione per polveri ed interpretazione delle relative diffrazioni.
Proprietà chimiche:i principali elementi della crosta terrestre. Raggio ionico e poliedri di coordinazione. Il tetraedro SiO44-. L’articolazione dei poliedri: le regole di Pauling. Tipi di polimorfismo ed esempi nei minerali.
L’isomorfismo. Diagrammi di stato di interesse mineralogico, ad uno,
due e tre componenti.
Parte 3: I minerali nella natura e nell'ambiente
Mineralogia sistematica: principali caratteristiche strutturali,
chimiche e fisiche delle famiglie di minerali esaminate. Saranno inoltre esaminate la distribuzione dei minerali nell'ambiente e le problematiche di interazione con l'uomo. I minerali della silice. I feldspati: chimismo, ordine- disordine e trasformazioni. I feldspatoidi. Gli inosilicati: anfiboli e pirosseni. I fillosilicati: derivazione delle tipologie strutturali; miche e minerali delle argille. I nesosilicati: olivine e granati. Cenni su epidoti, tormalina, silicati anidri di Al, zircone.
Non silicati: i gruppi CO32-, SO42-, PO43- (carbonati, solfati e fosfati): differenze con i silicati e principali minerali. Gli ossidi: impacchettamenti compatti cubico ed esagonale. Gli spinelli. Cenni sui solfuri. I minerali del mantello.
Parte 4: mineralogia ottica: proprietà della luce, indicae di rifrazione, equazione di snell. Indicatrice ottica definizione e relazioni con la simmetria e gli assi cristallografici. La birifrangenza, il pleocroismo, figura d'interferenza. Osservazioni in microscopia a solo polarizzatore, polarizzatori incrociati e luce convergente.
Bibliografia
appunti lezioni
Klein Mineralogia, Zanichelli
Dyar et al Mineralogy and optical mineralogy, Mineralogical society of america
Philippot Earth meterials Cambridge university press
Wenk Mineralogy Cambridge university press
Metodi didattici
Metodi didattici: Il corso sarà articolato in lezioni frontali di base finalizzate alla definizione di un quadro teorico generale e in lezioni, sempre frontali, di carattere applicativo incentrate sulla presentazione e discussione di problematiche mineralogiche. Le lezioni avranno taglio sia teorico che pratico, con specilmente per il riconoscimento delle simmetrie con proiezione stereografica e l'apprendimento delle tecniche di base di microscopia ottica.
Se la situazione pandemica richiederà l'attuazione di modalità di didattica a distanza, o la riduzione delle attivtà in presenza si prevede di integrare le esercitazioni in attività on line, con l'uso di risorse virtuali.
Modalità verifica apprendimento
L'esame si articola in tre parti, che possono essere svolte, anche lo stesso giorno o in date separate (entro l'anno).
1) proiezione stereografica di un modello di cristallo (il superamento è propedeutico alla prosecuzione dell'esame). E' previsto durante il corso un test in itinere di proiezione sterografica. In caso di didattica on line sarà sostituita da osservazioni-esercizi di cristallografia, secondo quanto svolto nel corso
2) prova orale sulle materie del corso;
3) determinazione ottica su un minerale in sezione sottile, da effettuarsi a conclusione.
La votazione viene data al termine dell'esame sul risultato globale, Le tre parti dell'esame singolarmente non danno luogo a votazione.
Altre informazioni
verranno caricate su elly le slide del corso, i testi di tutte le dimostrazioni pratiche svolte in classe e altro materiale didattico
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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