Programmi

 

60/63/49 - MINERALOGIA

Anno Accademico ​2015/2016

Docente
FRANCO ​FRAU (Tit.)
Periodo
Primo Semestre ​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale ​
Lingua Insegnamento
ITALIANO ​



Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[60/63] ​ ​SCIENZE GEOLOGICHE [63/00 - Ord. 2010] ​ ​PERCORSO COMUNE984
Obiettivi

Acquisizione delle conoscenze di base necessarie ad un laureato in scienze geologiche relativamente a morfologia, struttura atomica e composizione chimica dei minerali quali componenti costitutivi fondamentali della litosfera. Acquisizione delle nozioni utili a correlare composizione chimica e struttura con le proprietà fisiche dei minerali. Acquisizione delle conoscenze specifiche dei minerali più comuni e delle modalità di riconoscimento mediante indagine macroscopica, microscopia ottica in luce trasmessa polarizzata e diffrazione dei raggi X.

Prerequisiti

I concetti acquisiti nei corsi di Chimica e Fisica e subordinatamente di Matematica sono di estrema importanza per l’apprendimento delle nozioni impartite nel corso.

Contenuti

Introduzione:
Lo studio dei minerali nelle Scienze della Terra
Definizione di minerale

Proprietà fisiche macroscopiche dei minerali:
Forma cristallina e abito
Stato di aggregazione
Lucentezza
Colore
Striscio (colore della polvere)
Sfaldatura e frattura
Durezza e tenacità
Peso specifico
Magnetismo e radioattività
Solubilità in HCl

Cristallochimica:
Le forze di legame nei cristalli
Legame ionico
Legame covalente
Legame metallico
Legame di van der Waals
Legame idrogeno
Coordinazione degli ioni
Regole di Pauling
Soluzioni solide complete e parziali
Soluzione solida sostituzionale semplice e doppia
Soluzione solida interstiziale
Soluzione solida per omissione
Elementi isomorfogeni
Polimorfismo distorsivo, ricostruttivo e ordine-disordine
Calcolo della formula cristallochimica (laboratorio)

Cristallografia:
Morfologia cristallina e simmetria (laboratorio)
Elementi di simmetria senza traslazione
I 7 sistemi cristallini e le 32 classi cristalline
Indici di Miller
Forme cristalline
Ordine interno e simmetria
Elementi di simmetria con traslazione
Celle elementari
Gruppi spaziali
Esempi di strutture cristalline
Concrescimenti e geminati

Sistematica con cenni sulle risorse minerarie:
Classificazione chimica e strutturale dei minerali
Elementi nativi
Solfuri
Ossidi
Alogenuri
Carbonati
Solfati
Nesosilicati
Sorosilicati
Ciclosilicati
Inosilicati a catena singola e doppia
Fillosilicati
Tectosilicati
Riconoscimento macroscopico dei minerali (laboratorio)

Cenni sulla tecnica di analisi per diffrazione dei raggi X:
Scoperta e natura dei raggi X
Interazione tra raggi X e solidi cristallini
Diffrazione dei raggi X da parte dei cristalli
Equazione di Bragg
Il diffrattometro a raggi X per polveri
Preparazione del campione
Analisi ed interpretazione di un diffrattogramma
Identificazione dei minerali

Microscopia ottica:
Indice di rifrazione nei minerali
Indicatrice ottica
Anisotropia e isotropia ottica
Osservazioni al microscopio a luce trasmessa polarizzata (laboratorio)
Abito
Tracce di sfaldatura
Colore e pleocroismo
Linea di Becke e rilievo
Pleocroismo
Geminazione
Estinzione
Segno dell’allungamento e/o delle direzioni d’estinzione
Colori di interferenza e birifrangenza
Immagini conoscopiche
Segno ottico

Metodi Didattici

Lezioni frontali con esercitazioni, esercitazioni in laboratorio, escursione in località mineraria.
Utilizzo di presentazioni al computer, modellini lignei di cristalli per il riconoscimento di simmetrie e forme, modelli di indicatrici ottiche, microscopi in luce trasmessa polarizzata per l’osservazione delle proprietà ottiche dei minerali in sezione sottile, diffrattometro a raggi X per identificazione dei minerali, collezione di minerali per il riconoscimento macroscopico tramite indagine visiva e test diagnostici.

Verifica dell'apprendimento

Verifica tramite coinvolgimento degli studenti nel richiamo frequente dei concetti fondamentali e tramite esercitazioni pratiche atte a rendere “visibile” il grado di comprensione di nozioni teoriche.
Valutazione tramite esame scritto (90 minuti) composito comprendente: 1) descrizione e riconoscimento elementi di simmetria e forme di modellino ligneo di cristallo; 2) descrizione proprietà fisiche macroscopiche e identificazione minerali di campione mineralogico; 3) test a risposta multipla con 30 domande su contenuti vari del corso.
Attribuzione del voto finale sulla base dell’esito dell’esame scritto e di un esame orale (colloquio di verifica).

Testi

Mineralogia, C. Klein, Edizioni Zanichelli (libro di testo)
Cristallografia mineralogica, S. Bonatti & M. Franzini, Edizioni Boringhieri (in particolare per la Mineralogia Ottica e la Diffrattometria dei raggi X) – disponibile nella biblioteca di Scienze della Terra
Fondamenti di Mineralogia e Geologia, A. Mottana, Edizioni Zanichelli (in particolare per la Mineralogia Ottica) – disponibile nella biblioteca di Scienze della Terra

Altre Informazioni

Il docente fornirà agli studenti copia in formato pdf di tutto il materiale didattico utilizzato a lezione tramite link a cartella Dropbox.

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