Prefazione
Ringraziamenti
Nota all’edizione italiana
Capitolo 1
Introduzione
Lo studio dei minerali come parte delle scienze della Terra
La scienza dei minerali
Definizione di minerale
Storia della mineralogia
L’importanza economica dei minerali
Nomenclatura dei minerali
Bibliografia e letteratura mineralogica
Bibliografia originale e letture selezionate
Bibliografia in italiano
Capitolo 2
Proprietà fisiche dei minerali osservabili a scala macroscopica
Forma cristallina e abito
Concrescimenti, geminati, striature
Stato di aggregazione
Lucentezza, colore, colore della polvere (striscio)
Lucentezza
Colore
Striscio
Altre proprietà dipendenti dalla luce
Gioco di colori
Gatteggiamento ed asterismo
Luminescenza
Fluorescenza e fosforescenza
Sfaldatura, pseudosfaldatura e frattura
Sfaldatura
Pseudosfaldatura
Frattura
Durezza
Tenacità
Peso specifico
Magnetismo
Radioattività
Solubilità in HCl
Piezoelettricità
Bibliografia e letture selezionate
Capitolo 3
Elementi di cristallochimica
La composizione chimica della crosta terrestre
L’atomo
Gli elementi chimici della tavola periodica
Il modello atomico di Bohr
Il modello atomico di Schrödinger
Configurazione elettronica e tavola periodica
Lo ione
Le forze di legame nei cristalli
Il legame ionico
Il legame covalente
Stima del carattere del meccanismo di legame
Il legame metallico
Il legame di van der Waals
I legami idrogeno
Cristalli che presentano più di un tipo di legame
Raggio atomico e raggio ionico
Coordinazione degli ioni
Il rapporto dei raggi ionici
Le regole di Pauling
La struttura cristallina
Rappresentazione delle strutture cristalline
Isostrutturalismo
Esempi di alcuni tipi comuni di strutture
La struttura tipo NaCl
La struttura tipo CsCl
La struttura tipo blenda, ZnS
La struttura tipo fluorite, CaF2
La struttura tipo rutilo, TiO2
La struttura tipo perowskite, ABO3
La struttura tipo spinello, AB2O4
Le strutture dei silicati
Le variazioni composizionali nei minerali
Soluzione solida sostituzionale
Soluzione solida interstiziale
Soluzione solida omissionale
Ricalcolo delle analisi chimiche
Rappresentazione grafica della composizione dei minerali
Bibliografia e letture selezionate
Capitolo 4
I minerali: reazioni, stabilità e comportamento
Cristallizzazione
Crescita dei cristalli
Concrescimenti fra cristalli
Reazioni mineralogiche
Reazioni in ambiente magmatico
Reazioni in ambiente metamorfico
Reazioni in ambiente di alterazione meteorica
Reazioni in condizioni di pressione estremamente alta
Stabilità dei minerali
Diagrammi delle fasi
Stabilità, energia di attivazione ed equilibrio
Componenti
Termodinamica elementare
Esempi di diagrammi di stabilità dei minerali (diagrammi delle fasi)
Reazioni polimorfe
Polimorfismo ricostruttivo
Polimorfismo distorsivo
Polimorfismo ordine-disordine
Politipismo
Processi di essoluzione
Minerali metamittici
Mineraloidi (minerali non cristallini)
Pseudomorfismo
Complessità strutturali e difetti
Geminazione
Origine della geminazione
Origine del colore
Transizioni del campo cristallino
Transizioni degli orbitali molecolari
Centri di colore
Altre cause del colore
Origine delle proprietà magnetiche
Origine della radioattività
Bibliografia e letture selezionate
Capitolo 5
Introduzione ai principi della cristallografia
Dalle operazioni di simmetria ai gruppi spaziali
I minerali come solidi cristallini
Ordine interno
Simmetria
Inserto 5.1 La simmetria bilaterale nel corpo umano e in
architettura
I cristalli e i loro elementi di simmetria
Gli elementi di simmetria senza traslazione
Combinazioni di rotazioni
Combinazioni di assi di rotazione e piani di riflessione
Riassunto delle operazioni di simmetria esclusa la traslazione
Morfologia cristallina
Simmetria cristallina
Assi cristallografici
Notazione cristallografica per i piani
Abito cristallino
Forma
Alcuni geminati comuni
Tipi di geminati
Leggi di geminazione comuni
L’ordine interno e la simmetria dei minerali
Direzioni di traslazione e distanze
Ordinamento unidimensionale (filari)
Ordinamento bidimensionale (reticoli piani)
Inserto 5.2 Disegni regolari nel nostro ambiente
Il contenuto di elementi di simmetria di motivi piani
Il contenuto di elementi di simmetria di reticoli piani
Gruppi planari bidimensionali
Ordinamento tridimensionale
Gruppi spaziali
Bibliografia e letture selezionate
Capitolo 6
Gruppi puntuali e gruppi spaziali selezionati
Misurazione degli angoli fra le facce
Le proiezioni dei cristalli
La proiezione sferica
La proiezione stereografica
Diciannove dei trentadue gruppi puntuali
Sistema triclino
Sistema monoclino
Sistema ortorombico
Sistema tetragonale
Sistema esagonale
Sistema cubico
Caratteristiche dei cristalli cubici
Rappresentazione di alcuni gruppi spaziali
Bibliografia e letture selezionate
Capitolo 7
Metodi analitici applicati alla scienza dei minerali
Microscopia elettronica a scansione (SEM)
Microscopia ottica
Natura della luce
Cristalli isotropi e anisotropi
Luce polarizzata
Il microscopio polarizzante
Cristalli uniassici
Cristalli biassici
Proprietà ottiche dei minerali opachi
Tecniche di diffrazione dei raggi X (XRD)
Gli spettri X
Effetti di diffrazione ed equazione di Bragg
Diffrazione da cristallo singolo e analisi strutturale
La diffrazione dei raffi X su polveri e l’identificazione dei
minerali
Microscopia elettronica a trasimissione (TEM)
Tecniche di analisi chimica
Spettroscopia di assorbimento atomico in fiamma (FAA)
Fluorescenza di raggi X (XRF)
Microsonda elettronica (EMPA)
Spettroscopia di massa di ioni secondari (SIMS)
Microscopia a forza atomica (AFM)
Bibliografia e letture selezionate
Capitolo 8
Cristallochimica e descrizione sistematica di elementi nativi,
solfuri e solfosali
Classificazione dei minerali
Cristallochimica di elementi nativi, solfuri e solfosali
Elementi nativi
Metalli nativi
Solfuri
Solfosali
Descrizioni sistematiche
Metalli nativi
Non-metalli nativi
Inserto 8.1 La sintesi del diamante
Solfuri, solfoarseniuri e arseniuri
Inserto 8.2 Vene e mineralizzazioni in vene
Inserto 8.3 I giacimenti di solfuri e i processi di
inquinamento legati all’attività mineraria
Solfosali
Bibliografia e letture selezionate
Capitolo 9
Cristallochimica e descrizione sistematica di ossidi, idrossidi e
alogenuri
Cristallochimica degli ossidi
Cristallochimica degli idrossidi
Cristallochimica degli alogenuri
Descrizioni sistematiche
Ossidi
Inserto 9.1 I minerali del ferro per l’industria dell’acciaio
Idrossidi
Alogenuri
Inserto 9.2 I minerali delle evaporiti
Bibliografia e letture selezionate
Capitolo 10
Cristallochimica e descrizione sistematica di carbonati, nitrati,
borati, solfati, cromati, tungstati, molibdati, fosfati, arseniati e
vanadati
Cristallochimica dei carbonati
Il gruppo della calcite
Il gruppo dell’aragonite
Il gruppo della dolomite
Cristallochimica dei nitrati
Cristallochimica dei borati
Cristallochimica dei solfati
Cristallochimica dei tungstati e molibdati
Cristallochimica di fosfati, arseniati e vanadati
Descrizioni sistematiche
Carbonati
Nitrati
Borati
Solfati e cromati
Tungstati e molibdati
Fosfati, arseniati e vanadati
Inserto 10.1 La fonte degli elementi chimici per i
fertilizzanti
Bibliografia e letture selezionate
Capitolo 11
Cristallochimica dei silicati che costituiscono le rocce
Nesosilicati
Sorosilicati
Ciclosilicati
Inosilicati
Gruppo dei pirosseni
Gruppo dei pirossenoidi
Gruppo degli anfiboli
Fillosilicati
Tectosilicati
Gruppo della silice-SiO2
Gruppo dei feldspati
Gruppo dei feldspatoidi
Gruppo delle zeoliti
Bibliografia e letture selezionate
Capitolo 12
Descrizione sistematica dei silicati che costituiscono le rocce
Nesosilicati
Gruppo della fenacite
Gruppo dell’olivina
Gruppo dei granati
Gruppo dell’AlSiO5
Gruppo delle humiti
Sorosilicati
Gruppo dell’epidoto
Ciclosilicati
Inosilicati
Gruppo dei pirosseni
Inserto 12.1 I due tipi di rocce più comuni nella crosta
terrestre: basalto e granito
Gruppo dei pirossenoidi
Gruppo degli anfiboli
Fillosilicati
Gruppo del serpentino
Gruppo dei minerali argillosi
Inserto 12.2 I minerali argillosi e alcune delle loro
applicazioni
Gruppo delle miche
Gruppo della clorite
Specie correlate
Tectosilicati
Gruppo della silice, SiO2
Inserto 12.3 Le polveri minerali nell’ambiente
Gruppo dei feldspati
Inserto 12.4 I minerali delle pegmatiti
Gruppo dei feldspatoidi
Serie della scapolite
Gruppo delle zeoliti
Inserto 12.5 Le zeoliti e le loro singolari proprietà
Bibliografia e letture selezionate
Capitolo 13
I minerali delle gemme
I minerali delle gemme
Caratteristiche delle gemme
Tipi di taglio
L’uso delle gemme nell’antichità
Le gemme importanti - ieri e oggi
Diamante
Berillo
Rubino e zaffiro
Opale
Giada
Crisoberillo
Topazio
Tormalina
Quarzo
Turchese
Granato
Zircone
Olivina
Proprietà delle gemme e strumenti per la loro determinazione
Proprietà fisiche
Strumenti per lo studio delle gemme
Sintesi delle gemme
Processo Verneuil
Processo Czochralski
Accrescimento da fondente
Crescita idrotermale
Trattamento delle gemme
Colorazione
Trattamento termico
Trattamento con radiazioni
Gemme sintetiche e trattate
Berillo
Crisoberillo
Corindone (rubino e zaffiro)
Diamante
Giada
Opale
Quarzo
Rutilo
Spinello
Turchese
Gemme artificiali senza corrispondente in natura
Granato
Titanato di stronzio, SrTiO3
Zirconia cubica
Bibliografia e letture selezionate
Capitolo 14
Tabelle di identificazione
Classificazione generale delle tabelle
Lucentezza metallica e submetallica
Lucentezza non-metallica
Alcuni dati utili
Indice dei minerali
Indice analitico |
