Scienze Naturali

Nozioni generali. Definizione di minerale. Stato amorfo e cristallino. Nucleazione e accrescimento dei cristalli. La struttura del pianeta Terra. Introduzione ai minerali della crosta e del mantello terrestre. Evoluzione dei minerali nel tempo geologico. Cristallografia morfologica. Facce, spigoli, vertici, relazione di Eulero. Angoli tra le facce, legge della costanza dell’angolo diedro. Simmetria per rotazione, riflessione e inversione: assi, piani e centro. Gruppi puntuali. Sistemi di riferimento. Forme semplici. Classi cristalline. Legge di Hauy e indici di Miller. Esercitazioni pratiche di cristallografia morfologica. Cristallografia strutturale. Simmetria per traslazione: reticoli cristallini e celle elementari. Elicogire e slittopiani. Gruppi spaziali. Esempi di strutture cristalline di minerali. Diffrazione dei raggi X: cenni storici. Equazione di Bragg. Studio di diffrattogrammi di polveri cristalline. Esercitazioni pratiche di analisi di diffrattogrammi e identificazione di fasi mineralogiche. Cristallochimica. I legami chimici. Impaccamenti compatti. Modello ionico a sfere rigide. Regole di Pauling. La classificazione cristallochimica dei minerali. Polimorfismo ed isomorfismo. Approfondimento sulla cristallochimica dei principali minerali delle rocce: silicati (in particolare neso-, ino-, fillo- e tectosilicati), ossidi, carbonati. Metodi di analisi dei minerali. Esercitazioni pratiche sulla determinazione della formula cristallochimica dei minerali. Cristallofisica. Osservazione e descrizione delle proprietà fisiche macroscopiche dei minerali. Esercitazioni pratiche: riconoscimento macroscopico dei minerali. Ottica: propagazione delle onde piane in mezzi isotropi e anisotropi. Riflessione, rifrazione e birifrazione. Indici di rifrazione delle onde piane. Indicatrici ottiche e loro orientazione nei cristalli. Il microscopio polarizzatore. Proprietà ottiche dei minerali in sezione sottile. Esercitazioni pratiche: studio ottico di sezioni sottili mineralogiche.

Conoscenze di base di Matematica, Fisica, Chimica generale e inorganica.

Klein – Mineralogia – Zanichelli Bonatti, Franzini – Cristallografia mineralogica – Boringhieri Gottardi – I minerali – Boringhieri

Frequenza non obbligatoria, ma consigliata

Esoneri scritti in itinere ed esame finale orale.

Lezioni frontali (56 ore) ed esercitazioni pratiche (24 ore).