- Oggetto:
- Oggetto:
Mineralogia con Laboratorio (Corso A)
- Oggetto:
Mineralogy with laboratory
- Oggetto:
Anno accademico 2023/2024
- Codice attività didattica
- MFN0691
- Docenti
- Roberto Giustetto
Jasmine Rita Petriglieri (Titolare) - Corso di studio
- Laurea Triennale in Scienze Naturali D.M. 270
- Anno
- 2° anno
- Periodo
- Primo semestre
- Tipologia
- Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 8
- SSD attività didattica
- GEO/06 - mineralogia
- Erogazione
- Tradizionale
- Lingua
- Italiano
- Frequenza
- Facoltativa
- Tipologia esame
- Scritto
- Prerequisiti
- Conoscenze fondamentali delle discipline scientifiche di base, in particolare Chimica Generale ed Inorganica, Fisica, Istituzioni di Matematica ed Inglese
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Lo scopo dell'insegnamento è:
- Fornire gli strumenti concettuali di base sullo stato cristallino, che caratterizza i minerali, per comprenderne la struttura e le proprietà fisiche e chimiche;
- Descrivere le caratteristiche fisiche ed i più significativi fenomeni e trasformazioni che riguardano i minerali;
- Illustrare le più importanti famiglie di minerali che entrano nella costituzione della crosta terrestre, e le loro condizioni di genesi.The purpose of this course is:
- To provide the basic conceptual tools on the crystalline state which characterizes minerals, in order to understand the structure and physical and chemical properties;
- To describe the physical properties and the most significant phenomena and transformations that affect the minerals;
- To illustrate the most important families of minerals of the earth's crust, and the conditions of their genesis.- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Al termine dell’insegnamento lo studente dovrà dimostrare conoscenza e capacità di comprensione in merito a:
- l’identificazione e classificazione di specie minerali nell’ambito delle regole di classificazione attuali (chimiche e strutturali) mediante osservazioni dirette delle proprietà fisiche e con l’utilizzo di tecniche analitiche di base presenti in qualsiasi laboratorio moderno.
- attitudine ad espandere le conoscenze acquisite sulla base dell’ accesso ad opportuni testi, manuali o informazioni presenti nel web.
Lo studente inoltre, applicando la conoscenza e la comprensione acquisite con questo insegnamento e integrandole con quelle derivate da altri insegnamenti, dovrà essere in grado di
- pervenire all’identificazione di un minerale e rapportarlo al suo ambiente di formazione
- discernere le tecniche opportune per risolvere problemi di identificazione
- discutere i dati ottenuti con tecniche d’ identificazione dei minerali quali l’ottica cristallografica, la diffrazione di raggi-X ed analisi chimiche con piena autonomia di giudizio
- esprimere con proprietà e linguaggio opportuno le caratteristiche di un minerale o di un’associazione di più minerali.
At the end of the course the student will demonstrate knowledge and understanding about:
- The identification and classification of mineral species in the context of the current classification rules (chemical and structural) by direct observations of the physical properties and with the use of basic analytical techniques present in any modern laboratory.
- Ability to expand their knowledge on the basis of 'access to appropriate texts, manuals or information on the web.
The student also, applying the knowledge and understanding gained from this teaching and integrating them with those derived from other teachings, will have to be able to:
- achieve identification of a mineral sample and relate it to its crystallization ambient
- Discern apt techniques to solve problems of mineral identification
- Discuss the data obtained with techniques of identification of minerals such as optical properties, X-ray diffraction and chemical analysis with full independence of judgment
- Express in appropriate language the characteristics and properties of a mineral or an association of more minerals.
- Oggetto:
Programma
Lezioni frontali (48 ore):
+ Introduzione (2 ore):
Definizione di Minerale e di cristallo - Minerali e rocce - Elementi più abbondanti - Definizione di struttura cristallina - Relazioni tra strutture cristalline e morfologie dei cristalli.
+ Cristallografia: simmetrie e reticoli (14 ore):
Concetto di simmetria - Operazioni ed elementi di simmetria - Simmetrie di rotazione - Simmetrie di riflessione - Simmetrie di traslazione - Combinazioni degli elementi di simmetria - Concetto di reticolo - Concetto di piano reticolare e di filare reticolare - Legge di Stenone, legge di Hauy ed indici di Miller - Classi di simmetria e forme cristalline. Reticoli bidimensionali, gruppi spaziali bidimensionali, reticoli tridimensionali (reticoli di Bravais) - Gruppi spaziali tridimensionali.
+ Cristallochimica (8 ore):
Proprietà fisiche e legame chimico - Raggio ionico - Assestamenti compatti - Poliedro di coordinazione - Regole di Pauling - Tipi strutturali - Isomorfismo, polimorfismo, politipismo - Classificazione dei minerali: cristallochimica di silicati .
+ Diffrazione (12 ore):
Principi di diffrazione - Sorgenti di raggi X - Cenni storici sulla diffrazione - Equazione di Bragg - Metodo delle polveri.
+ Ottica mineralogica (12 ore)
Natura della luce - Luce naturale e luce polarizzata – Indice di rifrazione e Legge di Snell - Birifrangenza - Indicatrice ottica - Osservazione in luce polarizzata con polarizzatori incrociati - Ritardo - Estinzione - Formula di Fresnel - Polarizzazione cromatica e colori d'interferenza - Assi ottici: osservazioni in luce conoscopica e figure d'interferenza: minerali uniassici e biassici.
Laboratorio (32 ore):
(4 ore) Proprietà fisiche dei minerali: abito, aggregati, colore, lucentezza, durezza, tenacità, sfaldatura, frattura, densità.
(6 ore) Ottica cristallografica. Descrizione del microscopio petrografico. Osservazione in luce polarizzata con e senza analizzatore. Birifrangenza. Polarizzazione cromatica. Esercizi di ottica. Osservazioni in conoscopia.
(12 ore) Simmetria e solidi cristallografici: reticoli e indici di Miller (esercizi di calcolo di indici di Miller). Gruppi bidimensionali (esercizi). Sistemi e gruppi puntuali (esercizi di riconoscimento con solidi)
(2 ore) Riconoscimento di minerali mediante diffrazione (esercizi)
(8 ore) Mineralogia Sistematica. Classificazione dei minerali. Descrizione delle specie mineralogiche più significative.
Lectures (48 hours):
+ Introduction (2 hrs):
Definition of mineral and crystal - Minerals and rocks - Most abundat elements - Definition of crystal structure - Relationships between crystal structure and crystal morphology.
+ Crystallography: symmetry and lattices (14 hrs):
The concept of symmetry - Symmetry operators and symmetry elements - Rotational symmetry - Symmetry of reflection - Translation symmetry - Combination of symmetry elements - Concept of lattice - Concept of reticular plane and crystallographic direction - Stenone's law, Hauy's law and Miller indexes - Symmetry class and crystal shape - 2D-lattices, 2D spatial groups, 3D-lattices (Bravais lattices) - 3D spatial groups.
+ Crystal-chemistry (8 hrs):
Physical properties and chemical bonds - Ionic radius - Compact packaging - Coordination polyhedrons - Pauling's rules - Structural types - Isomorphysm, polimorphysm, politypism - Classification of minerals: crystal-chemistry of silicates.
+ Diffraction (12 hrs):
Principles of diffraction - X-ray sources - Hystory of diffraction - Bragg's equation - X-ray Powder diffraction.
+ Optical mineralogy (12 hrs)
Nature of visible light - Natural and polarized light – Refraction index and Snell's law - Birefringence - Optical indicatrix - Observations in plane-polarized light with crossed nicols - Retardation - Extinction - Fresnel's formula - Chromatic polarization and interference colours - Optical axes: observations in convergent light and interference figures: uni-axial and bi-axial minerals.
Lab (32 hours):
(4 hours) Physical properties of minerals: crystal form, aggregates, colour, lustre, hardness, toughness, cleavage, fracture, density.
(6 hours) Optical crystallography. Description of the petrographic microscope. Observation in polarized light with and without analyzer. Birefringence . Chromatic polarization. Exercises. Conoscopical observations.
(12 hours) and solids crystallographic Symmetry : lattices and Miller indices ( calculation exercises of Miller indices ) . Groups dimensional ( exercises ) . Systems and point groups ( exercises recognition with solids )
(2 hours) Minerals identification by diffraction (exercises)
(8 hours) Systematic Mineralogy. Classifications of minerals. Description of the most significant mineral species.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
L'insegnamento si svolgerà, complessivamente, nell’ambito di 48 ore di lezioni frontali e di 32 ore di laboratorio, suddivise – generalmente – in sessioni di 2 e/o 4 ore. La frequenza – pur fortemente consigliata – non è obbligatoria. Le lezioni frontali prevedono la distribuzione di materiale didattico (in forma di ‘slides’ di ‘PowerPoint’), caricate dal docente sul sito web dell’insegnamento. Nelle sedute di laboratorio, oltre alla distribuzione di ulteriore materiale didattico (in forma di ‘slides’ di ‘PowerPoint’), verranno eseguiti esercizi per la risoluzione di problemi di tipo mineralogico/cristallografico (in parte svolti in aula, in parte distribuiti per esercizi da risolvere in casa). Si procederà, inoltre, al riconoscimento di elementi di simmetria su modellini ideali di cristalli si procederà al riconoscimento delle principali proprietà caratteristiche delle più importanti e comuni specie minerali – classificandole opportunamente nella relativa sistematica. Oltre ai minerali, saranno forniti strumenti per il riconoscimento delle proprietà fisiche dei minerali. Sempre in laboratorio, verrà illustrato l'uso del microscopio ottico in luce polarizzata, per l’osservazione di sezioni sottili di minerali e/o rocce. Tale operazione è coadiuvata dall'uso del microscopio della postazione del docente, con proiezione di immagini da un apposito videoproiettore.
The course will consist of 48 hours of lectures and 36 laboratory sessions of two hours each. Classes attendance is optional. For lectures, teaching material (slides) preloaded by the teacher, will be used. In the sessions of laboratory, exercises will be made to solve problems (problems will be provided to do in the classroom and others to solve at home), to recognize symmetry elements in crystallographic solids and to recognize a selection of minerals with aim of basic systematics. In addition to minerals for the teaching collection available in the lab, tools for the recognition of the physical properties of minerals will be provided. In the lab, the use of optical microscope in plane-polarized light for observing thin sections of minerals and rocks will also be illustrated. Such an operation will be accompanied by the use of the microscope positioned on the teacher's desk, whose images will be shown by using a proper projector.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame prevede una verifica di conoscenza dei concetti presentati nell'insegnamento.
E' previsto – di norma – un esame scritto seguito da un esame orale.
L'esame ‘scritto’ prevede un certo numero di quesiti (solitamente quattro) da svolgersi nell'arco temporale di 90 minuti, riguardanti sia esercizi eseguiti durante la parte di 'Laboratorio', sia domande inerenti i contenuti del programma. Il superamento dello scritto (ottenuto rispondendo correttamente ad almeno metà dei quesiti posti) ammette di fatto lo studente alla prova orale, che è obbligatoria.
L'esame ‘orale’ verte sull'intero programma svolto, sia nella parte cd. di 'Lezioni Frontali', sia in quella di 'Laboratorio'. Il superamento della prova orale prevede l'assegnazione di un voto, espresso in trentesimi.
The examination is a test of knowledge of concepts taught during classes.
The examination will be both in ‘written’ and ‘oral’ forms.
The written examination will be based on several questions (usually four) to answer to which the student will be given 90 minutes, concerning some exercises done during the 'Laboratory' course as well as topics explained during lectures. The written examination will be considered 'passed' if the student correctly answers to at least half of the questions, and this will admit him to the oral examination.
The oral examination will deal with the whole program discussed during 'Lectures' and/or 'Laboratory'. If passed, the student will receive his mark, expressed in thirtieths.
- Oggetto:
Attività di supporto
Per ulteriori richieste:
WebEx virtual-room of Roberto GIUSTETTO (su appuntamento):
https://unito.webex.com/meet/roberto.giustetto
E-mail di Roberto GIUSTETTO:
roberto.giustetto@unito.it
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- Introduzione alla Cristallografia
- Anno pubblicazione:
- 1983
- Editore:
- Levrotto & Bella
- Autore:
- Germano Rigault
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile sul sito internet
I testi base consigliati per il corso sono:
Klein (2004) Mineralogia, Zanichelli, pp 632,
Rigault (2005) Introduzione alla Cristallografia, Levrotto e Bella, pp215
E’ fortemente consigliato l’utilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:
M.D. Dyar & M.E. Gunter. Mineralogy and Optical Mineralogy.
Mineralogical Society of America, Chantilly, VA (materiale DVD-ROM)The course material presented in class is available on the course website
The recommended basic texts for the course are:
Klein (2004) Mineralogy, Freeman, pp. 632,
Rigault (2005) Introduzione alla Cristallografia, Levrotto e Bella, pp215
It strongly advised to use the following material for further information and integration:
M.D. Dyar & M.E. Gunter. Mineralogy and Optical Mineralogy.
Mineralogical Society of America, Chantilly, VA (material DVD-ROM)- Oggetto:
Note
Il materiale didattico presentato a lezione, ritenuto esaustivo per lo studio della disciplina e la preparazione dell’esame, è disponibile sul sito internet dell’insegnamento.
I testi base consigliati per eventuali approfondimenti sono:
Rigault (2005) Introduzione alla Cristallografia, Levrotto e Bella, pp. 215.Rigault (1998). Elementi di Otiica Cristallografica, Levrotto e Bella, pp. 106.
Rigault (1979). Simmetrie e Cristalli. Loescher, pp. 88.
Klein (2004) Mineralogia, Zanichelli, pp 632.
The materials presented during classes – regularly uploaded on the website – are more than sufficient to study for preparing the exam. The Should anyone be interested in more in-depth study, the following books are recommended:
Rigault (2005) Introduzione alla Cristallografia, Levrotto e Bella, pp. 215.
Rigault (1998). Elementi di Otiica Cristallografica, Levrotto e Bella, pp. 106.
Rigault (1979). Simmetrie e Cristalli. Loescher, pp. 88.
Klein (2004) Mineralogia, Zanichelli, pp 632.
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Orario lezioni
Nota: Consultare la tabella degli orari pubblicata sull'apposita pagina.
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