Proprietà dei minerali

Le proprietà di un minerale possono essere scalari o vettoriali. Le prime non variano con la direzione e sono definite da un solo valore mentre le altre da tre: intensità, direzione, verso.

 

Proprietà scalari

Densità: è il rapporto tra la massa del minerale e la massa di un uguale volume di acqua distillata a 4°C, ed è numericamente uguale al peso specifico. Dipende dall'addensamento degli atomi nel reticolo.

 

Peso specifico: è il rapporto tra il peso e il peso di un ugual volume di acqua a 4°C. È importante per il rapido riconoscimento dei minerali.

 

Punto di fusione: è caratteristico di ogni minerale. Per la sua determinazione si usa la scala empirica di Kobell.

 

SCALA DI FUSIONE DI KOBELL

GRADO

MINERALE TIPO

PUNTO DI FUSIONE (°C)

1

Antimonite

525

2 Natrolite 800
3 Granato almandino 1050
4 Actinoto 1200
5 Ortoclasio 1300
6 Bronzite 1400
7 Quarzo 1650

 

Proprietà vettoriali

Durezza: è la resistenza che ha un minerale nell'opporsi alla scalfittura. Mohs ha predisposto una scala di durezza divisa in 10 gradi in cui il minerale di un grado scalfisce quello precedente ed è scalfito da quello successivo. Questi gradi esprimono solo una classificazione relativa di durezza e non una misura, in quanto le differenze tra i valori della scala non sono costanti.
Indicazioni sulla durezza reale sono fornite dalla scala di Rosiwal, che assegna al corindone il valore 1000.

 

SCALA DI MOHS SCALA METRICA

DUREZZA

MINERALE TIPO

 

1

Talco Tenero Scalfito da un'unghia

0.03

2 Gesso Tenero Scalfito da un'unghia 1.25
3 Calcite Semiduro Scalfito da monete leggere 4.5
4 Fluorite Semiduro Scalfito da temperini 5
5 Apatite Semiduro Scalfito dal vetro 6.5
6 Ortoclasio Duro Può rigare il vetro 37
7 Quarzo Duro Filo d'acciaio 120
8 Topazio Duro Scalfisce il quarzo 175
9 Corindone Duro Scalfisce il topazio 1000
10 Diamante Duro Il più duro materiale naturale 140000

 

Sfaldatura: è una proprietà che dipende dalla struttura del reticolo cristallino e rappresenta la tendenza di un minerale a rompersi secondo direzioni parallele ai piani reticolari e quindi a facce reali o possibili del cristallo. Unitamente alla durezza definisce la coesione del minerale ed è anisotropa in tutti i cristalli, anche quelli monometrici. La sfaldatura non è comune a tutti i cristalli e può essere più o meno facile, come indicato nella tabella sottostante, inoltre, alcuni minerali possono avere più di un tipo di sfaldatura, distinte da un maggiore o minore grado di facilità e perfezione.

QUALITÀ DELLA SFALDATURA
qualità della sfaldatura forma minerale
Eccellente

si sfalda in lamelle sottili

lamine miche
Buona

si sfalda in forme regolari

romboedrica

cubica

ottaedrica

calcite

galena

fluorite

Imperfetta

si rompe irregolarmente

(vedi frattura)

irregolare

frattura concoide

friabile

terrosa

zolfo, apatite

opale, quarzo,

granato

caolino

 

Nella sottostante tabella sono indicate le più comuni sfaldature nei diversi sistemi cristallini.

SFALDATURA NEI SISTEMI CRISTALLINI
sistema sfaldatura minerale
cubico cubica
ottaedrica
rombododecaedrica
galena, salgemma
fluorite, diamante
blenda
trigonale romboedrica
basale
prismatica
calcite, dolomite
antimonio
cinabro
tetragonale bipiramidale
prismatica
basale
scheelite
rutilo
apofillite
esagonale basale
prismatica
berillo
apatite
rombico pinacoidale
prismatica
anidrite
baritina
monoclino prismatica
pinacoidale
pirosseni, anfiboli
gesso
triclino basale miche

 

Nella sfaldatura si possono distinguere da 1 a 6 orientamenti diversi dei piani di sfaldatura che danno origine alle diverse forme, come indicato nella tabella sottostante.

DIREZIONI DI SFALDATURA
n. direzioni sfaldatura forma piani di sfaldatura esempi
0 frattura nessuno quarzo fratturato
1 pinacoidale
pediale
(basale)
1 direzione muscovite
2 a 90° prismatica 2 direzioni a 90° feldspato
2 non a 90° non prismatica 2 direzioni non a 90° orneblenda
3 a 90° cubica 3 direzioni a 90° salgemma
3 non a 90° romboedrica 3 direzioni non a 90° calcite
4 ottaedrica 4 direzioni fluorite
6 rombododecaedrica 6 direzioni andradite

 

Scorrimento: una pressione orientata può provocare uno scorrimento dei piani di un cristallo, con formazione di geminati secondari. Ad esempio, il gesso della figura sottostante, sottoposto a pressione, si trasforma in una serie di lamelle. Questo fenomeno si verifica frequentemente nei minerali delle rocce metamorfiche.

 

Frattura: alcuni minerali, quando non si sfaldano, si rompono in frammenti irregolari; la frattura può avvenire in qualsiasi direzione. La superficie di frattura può essere:

  • terrosa, se si presenta incoerente, con superficie cosparsa di minuti granuli;
  • scagliosa, se mostra sporgenze lamellari;
  • fibrosa, se le sporgenze hanno l'aspetto di fibre rigide;
  • uncinata, con superfici che presentano punte;
  • concoide, se produce facce curve e lisce;
  • fibroso-raggiata, se le fibre sono disposte a raggiera.

 

Tenacità: rappresenta il tipo di deformazione di un minerale quando è sottoposto ad una forza. Un minerale può essere:

  • fragile, se si rompe con frattura terrosa, scagliosa, fibrosa, concoide;
  • malleabile, se può essere ridotto in lamine;
  • duttile, se può essere ridotto in fili;
  • flessibile, se si piega senza ritornare alla posizione originale;
  • elastico, se dopo essere stato piegato riprende la sua posizione.
  • settile, se facilmente tagliabile con una lama.

 

Dilatazione: la dilatazione termica di un minerale avviene in uguale misura in tutte le direzioni solo nel sistema monometrico, mentre negli altri cristalli varia secondo la direzione.

 

Proprietà elettriche: la conducibilità elettrica, come la dilatazione termica è isotropa nel monometrico mentre è anisotropa negli altri sistemi. Nei metalli è molto buona perché gli elettroni sono liberi di muoversi. Nei semiconduttori la corrente può propagarsi per migrazione di ioni a causa di imperfezioni del reticolo cristallino, oppure per la bassa energia di legame che trattiene debolmente gli elettroni attorno ai nuclei. Alcuni minerali invece sono degli isolanti.

 

Piezoelettricità: caratteristica dei minerali privi del centro di simmetria come il quarzo che, se sottoposto a pressione in determinate direzioni, produce una carica elettrica e se viene sottoposto a una differenza di potenziale si dilata o si contrae, vibrando ad una frequenza costante nel tempo.

piezoelettricità

 

Piroelettricità: alcuni cristalli accumulano temporaneamente cariche elettriche in risposta a variazioni di temperatura; ad esempio, la tormalina si carica elettricamente in alcune sue facce se viene sottoposta a un cambiamento di temperatura.

piroelettricità

 

Proprietà magnetiche: alcuni minerali possono essere fortemente attratti da un campo magnetico e mantenere la capacità magnetica per un certo tempo (ferromagnetici), debolmente attratti (paramagnetici), respinti (diamagnetici) o rimanere indifferenti. Queste proprietà sono provocate dal movimento di elettroni che crea correnti elettriche e quindi campi magnetici.

ottaedro di magnetite

 

Proprietà radioattive: sono radioattivi quei minerali che contengono elementi come torio, radio, uranio, soggetti a decadimento nucleare. La radioattività provoca distorsioni nella struttura cristallina tanto da assumere spesso aspetto vetroso.

 

Proprietà organolettiche: sono presenti solo in alcuni minerali con legami ionici deboli. Sono il sapore di alcuni sali e l'odore di alcuni minerali che vaporizzano facilmente.