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Mineralogia con Laboratorio

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Mineralogy with laboratory

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Anno accademico 2014/2015

Codice dell'attività didattica
MFN0691
Docenti
Fernando Camara Artigas
Roberto Giustetto
Corso di studi
Laurea Triennale in Scienze Naturali D.M. 270
Anno
2° anno
Periodo didattico
Primo semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
8
SSD dell'attività didattica
GEO/06 - mineralogia
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie
Tipologia d'esame
Scritto
Prerequisiti
Conoscenze di base di Chimica, Fisica, Matematica, Inglese
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

- 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.

- 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.

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Risultati dell'apprendimento attesi

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
Capacità, di base, nell’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. Capacità di base e di espandere le conoscenze acquisite sulla base dell’ accesso ad opportuni testi, manuali o informazioni presenti nel web.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Capacità di base di pervenire all’identificazione di un minerale e rapportarlo al suo ambiente di formazione.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Capacità di base nella discussione di dati ottenuti con tecniche d’ identificazione dei minerali quali l’ottica cristallografica, la diffrazione di raggi-X ed analisi chimiche.
ABILITÀ COMUNICATIVE
Capacità di base di esprimere con proprietà e linguaggio opportuno le caratteristiche di un minerale o di un’associazione di più minerali. Capacità di discutere l’identificazione di minerali sulla base di analisi e osservazioni standard.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame scritto con domande riguardanti problemi eseguiti durante le esercitazioni, domande inerenti i contenuti del programma, riconoscimento di modellini cristallini, riconoscimento di minerali della collezione usata durante le esercitazioni. Orale facoltativo, per migliorare il voto dello scritto.

Written exam with questions regarding problems performed during exercises at the lab, questions concerning the contents of the program, recognition of crystalline models, recognition of minerals in the collection used during the exercises. Oral optional, to improve the grade of the written.

Esame scritto con domande riguardanti problemi eseguiti durante le esercitazioni, domande inerenti i contenuti del programma, riconoscimento di modellini cristallini, riconoscimento di minerali della collezione usata durante le esercitazioni. Orale facoltativo, per migliorare il voto dello scritto.

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Programma

Presentazione del corso. Introduzione - definizione di Minerale - minerale e rocce - elementi più abbondanti - ioni e anioni - coordinazione . sistemi cristallini - classe ottiche - 11 minerali importanti. Classificazione dei minerali: sistema di Dana, sistema di Strunz, Lima di Faria. Identificazione di un minerale: database e nuovi minerali -> L'IMA-CNMMC. Cristallofisica: Ottica mineralogica - natura della luce - indice di rifrazione
- legge di Snell - dispersione - assorbimento della luce - lenti e microscopio a luce polarizzata - rilievo - linea di Becke – birifrangenza - indicatrici ottiche - osservazione in luce polarizzata con polarizzatori incrociati - ritardo - estinzione - formula di Fresnel - polarizzazione cromatica e colori d'interferenza - osservazione in conoscopia e figure
d'interferenza: uniassici e biassici. Cristallo reale: difetti - difetti puntuali - difetti lineari - difetti planari - difetti tridimensionali – geminazioni. Proprietà fisiche dei minerali: abito, aggregati, colore, lucentezza, durezza, tenacità, sfaldatura, frattura, densità.
Cristallografia morfologica: Legge di Stenone, legge di Hauy, indici di Miller. Combinazioni di elementi di simmetria. Classi di simmetria e forme cristalline. Reticoli piani, gruppi spaziali bidimensionali, reticoli tridimensionali (reticoli di Bravais). - Cristallografia strutturale. Rototraslazioni - slittopiani – gruppi spaziali tridimensionali.
Diffrazione: sorgente di raggi X - equazione di Bragg - sfera di Ewald e reticolo reciproco - diffrazione da polveri. Cristallochimica: proprietà fisiche e legame chimico - raggio ionico - impacchettamenti - poliedro di coordinazione - regole di Pauling - tipi strutturali - cristallochimica di silicati, isomorfismo, polimorfismo - politipismo - pseudomorfismo – polisomatismo. Normalizzazione degli analisi dei minerali e formule cristallochimiche.
Mineralogia speciale. Classificazioni dei minerali. Descrizione delle specie mineralogiche più significative. Composizione chimica e mineralogica della crosta terrestre. Genesi dei
minerali.

- Introduction - definition of Mineral - minerals and rocks - the most abundant elements - ions and anions – coordination - crystalline systems
- optical classes - 11 essential minerals. Classification of minerals
- Crystal physics: Optical mineralogy - the nature of light - index of refraction - Snell's law - dispersion – light absorption - lenses and polarized light microscopy - relief - Becke’s line - birefringence – optical indicatices - observation in polarized light with crossed polarisers - retardation - extinction - Fresnel formula - chromatic polarization and interference colours - conoscopic observation and interference figures: uniaxial and biaxial materials. Real crystal: point defects - linear defects
- planar defects - three-dimensional defects – twining. Physical properties of minerals: crystal form, aggregates, colour, lustre, hardness, toughness, cleavage, fracture, density.
- Morphological crystallography. Steno's law, Haüy’s law, Miller indices. Combinations of symmetry elements. Classes of symmetry and crystalline forms. Lattices, two-dimensional space groups, threedimensional lattices (Bravais lattices). Structural crystallography. Screw axis and glide planes - three-dimensional space groups- reciprocal lattice.
- Diffraction: X-ray sources – Bragg’s equation – Ewald’s sphere and reciprocal lattice - powder diffraction
- Crystal chemistry: chemical bond and physical properties – ionic radii – close packing - polyhedron of coordination - Pauling's rules - structural types - crystal chemistry of silicates, isomorphism, polymorphism - polytypism - pseudomorphism - polysomatism. Normalization of chemical analysis of mineral and crystal chemical formulas.
- Systematic Mineralogy: Description of the most important mineral species. Chemical and mineralogical composition of the Earth crust. Genesis of Mineral Exercises on crystallographic planes and directions (Miller indices and zone law). Exercises on two-dimensional space groups. Exercises on crystallographic solids. Exercises on powder diffraction. Exercises on light microscopy and optical problems. Exercises on recognition of minerals.

Testi consigliati e bibliografia

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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)



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Ultimo aggiornamento: 13/05/2015 09:43
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