Geologia di esplorazione

FERDINANDO BOSI

Obiettivi formativi e risultati di apprendimento attesi (conoscenze, competenze e abilità)

Obiettivi formativi:
Il corso fornisce una conoscenza di base di un’ampia varietà di tecniche (strumentali) analitiche utili alla descrizione dei minerali, del modo di aggregarsi degli atomi, delle proprietà fisiche e chimiche che ne consentono il riconoscimento.

Risultati dell’apprendimento:
Gli studenti al termine del corso dovrebbero essere in grado di caratterizzare e identificare i minerali. Saranno inoltre in grado elaborare, almeno negli aspetti di base, i dati sperimentali ottenuti dalle tecniche analitiche trattate a lezione, come pure consultare e comprendere la letteratura mineralogica.

Il corso fornisce una conoscenza di base di un’ampia varietà di tecniche (strumentali) analitiche utili alla descrizione dei minerali, del modo di aggregarsi degli atomi, delle proprietà fisiche e chimiche che ne consentono il riconoscimento.
Gli studenti al termine del corso dovrebbero essere in grado di caratterizzare e identificare i minerali. Saranno inoltre in grado elaborare, almeno negli aspetti di base, i dati sperimentali ottenuti dalle tecniche

Dal corso di Chimica: struttura atomica, legame chimico, proprietà degli elementi più comuni del sistema periodico.
Dal corso di Mineralogia: elementi di simmetria, reticoli spaziali, indici di Miller e di Laue, gruppo puntuale, gruppo spaziale, poliedri di coordinazione, regole di Pauling, diagrammi di fase, polimorfismo, vicarianza, soluzione solida, riconoscimento macroscopico dei minerali, ottica mineralogica, diffrazione e interpretazione dei diffrattogrammi, calcolo delle proporzioni atomiche e formula chimica del minerale

Descrizione del programma
Il corso si fonda su basi teoriche (24h), esperienze di laboratorio (12h) e esercitazioni (24h). In dettaglio, il programma prevede i seguenti punti.
- Definizione di minerale. Formula del minerale. Stato amorfo e cristallino. Strutture cristalline.
- Reticoli cristallini. La cella elementare. Il motivo strutturale. L’unità asimmetrica. Gruppi puntuali. Gruppi spaziali. Legge di Hauy della razionalità degli indici.
- Aspetti cristallochimica dei minerali, isomorfismo e tipi di struttura (isotopi, omeotipi, eterotipi).
- Cristallografia a raggi X. Fenomeni di diffusione e interazione con la materia allo stato cristallino. Diffrazione e formazione dell’immagine. Indici di Miller. Legge di Bragg. Sfera di Ewald. Fattore di struttura.
- Analisi strutturale: indagini diffrattometriche su cristallo singolo e polveri.
- Analisi chimica: microsonda elettronica e fluorescenza a raggi X.
- Microscopia Elettronica a Scansione.
- Analisi spettroscopiche: Mössbauer e Vibrazionale.

Testi consigliati
Gli argomenti trattati nel corso non possono essere reperiti in un singolo testo. Le basi degli argomenti svolti durante le lezioni sono contenute in alcuni capitoli dei seguenti volumi:
Tilley, Crystals and Crystal Structures, 2006, Wiley.
Gualtieri A.F., Introduzione alle tecniche analitiche strumentali, 2019, libreriauniversitaria.it
Klein C., Mineralogia, 2004, Zanichelli, Bologna.

Putnis A., An Introduction to Mineral Sciences, 1992, Cambridge University Press

Lezioni in aula ed esercitazioni in aula.
Il corso si svolgerà nel secondo semestre: se l’emergenza sanitaria da COVID-19 consentirà di svolgere le lezioni in presenza il corso verrà erogato in modalità tradizionale, se viceversa non sarà possibile verrà erogato a distanza in conformità a quanto verrà stabilito dalle autorità competenti e dalle disposizioni di Ateneo

La frequenza non è obbligatoria, pur se vivamente consigliata.

Prova orale (durata media ca. 30 minuti). Il voto finale riflette le capacità analitiche, verbali, quantitative e di interpretazione dello studente, valutando aspetti quali le capacità di ragionamento logico e proprietà di linguaggio tecnico.
Per superare l'esame occorre conseguire un voto non inferiore a 18/30. Lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente della struttura dei minerali e delle strategie sperimentali utilizzate per il loro studio.
Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso, essendo in grado di raccordarli in modo logico e coerente.

Che cos'è un minerale?
Che cos'è il polimorfismo?

• secondo semestre