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← Come si formano i cristalli? - Graham Baird

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22 llengües

Showing Revision 6 created 06/20/2019 by Sara Frasconi.

  1. Nelle profondità di geyser e sorgenti
    termali della caldera di Yellowstone
  2. giace una camera magmatica prodotta
    da un punto caldo nel mantello terrestre.
  3. Mentre il magma sale
    verso la superficie della Terra,
  4. si cristallizza formando
    giovani e calde rocce ignee.
  5. Il loro calore conduce
    le falde acquifere in superficie.
  6. L'acqua poi si raffredda,
  7. gli ioni precipitano
    e si formano cristalli minerali,
  8. come cristalli di quarzo
    da silicio e ossigeno,
  9. feldspato da potassio,
    alluminio, silicio e ossigeno,
  10. galena da piombo e zolfo.
  11. Molti di questi hanno forme
    che li contraddistinguono,

  12. come questa cascata di quarzo appuntito,
    o questo ammasso di cubi di galena.
  13. Ma che cosa contribuisce
    a far assumere loro sempre questa forma?
  14. Parte della risposta sta negli atomi.

  15. Gli atomi di ogni cristallo sono disposti
    in strutture ben organizzate e ripetute.
  16. Tali strutture sono la caratteristica
    distintiva del cristallo,
  17. e non si limitano ai minerali:
  18. sabbia, ghiaccio, zucchero,
    cioccolato, ceramica, metalli, DNA
  19. e perfino alcuni liquidi
    hanno strutture cristalline.
  20. Ogni disposizione atomica
    di materiale cristallino

  21. rientra in una di queste sei famiglie:
  22. cubica, tetragonale, ortorombica,
    monoclina, triclina ed esagonale.
  23. In condizioni adeguate,
  24. i cristalli assumono forme geometriche
  25. che riflettono la disposizione
    dei loro atomi.
  26. La galena ha una struttura cubica
    fatta di atomi di piombo e zolfo.
  27. Gli atomi di piombo, piuttosto grandi,
  28. si sistemano in una griglia
    tridimensionale formando angoli retti,
  29. mentre gli atomi di zolfo,
    piuttosto piccoli, si collocano in mezzo.
  30. Crescendo, queste posizioni
    attraggono atomi di zolfo,
  31. mentre il piombo tenderà
    a legarsi a quelle collocazioni.
  32. Alla fine, la griglia di atomi uniti
    verrà completata.
  33. Ciò significa che la struttura cristallina
    ad angoli retti della galena
  34. si riflette nella forma visibile
    del cristallo.
  35. Il quarzo, invece,
    ha una struttura cristallina esagonale.

  36. Ciò significa che su un piano
    gli atomi si dispongono a esagoni.
  37. A livello tridimensionale, gli esagoni
    sono composti da piramidi a incastro
  38. costituite da un atomo di silicio
    e quattro atomi di ossigeno.
  39. La forma peculiare del cristallo di quarzo
  40. è una colonna a sei lati appuntita.
  41. A seconda delle condizioni ambientali,

  42. la maggior parte dei cristalli riesce
    a formare molteplici forme geometriche.
  43. I diamanti, per esempio, che si formano
    nelle profondità del mantello terrestre,
  44. hanno una struttura cristallina cubica
    e possono diventare o cubi o ottaedri.
  45. La forma particolare assunta
    da ogni diamante
  46. dipende dalle condizioni di dove cresce,
  47. tra cui pressione, temperatura
    e ambiente chimico.
  48. Pur non potendo osservare direttamente
    le condizioni di crescita nel mantello,
  49. esperimenti di laboratorio
    hanno dimostrato
  50. che i diamanti tendono a formare cubi
    a basse temperature
  51. e ottaedri a temperature più alte.
  52. Anche tracce di acqua,
    silicio, germanio o magnesio
  53. potrebbero influire
    sulla forma del diamante.
  54. E in natura i diamanti non assumono mai
    la forma in cui li troviamo nei gioielli,
  55. vengono tagliati
    per sfoggiare brillantezza e chiarezza.
  56. Le condizioni ambientali

  57. possono anche determinare
    se i cristalli si formeranno o meno.
  58. Il vetro è fatto
    di sabbia di quarzo sciolta,
  59. ma non è cristallino.
  60. Questo perché il vetro si raffredda
    in tempi piuttosto brevi,
  61. e gli atomi non fanno in tempo
    a posizionarsi
  62. nella struttura ordinata
    del cristallo di quarzo.
  63. Anzi, la disposizione casuale
    degli atomi nel vetro fuso
  64. viene bloccata nel raffreddamento.
  65. Molti cristalli non assumono
    forme geometriche

  66. perché crescono a strettissimo contatto
    con altri cristalli.
  67. Rocce come il granito
    sono piene di cristalli,
  68. ma nessuno di essi ha forme riconoscibili.
  69. Mentre il magma
    si raffredda e si solidifica,
  70. lo stesso fanno i minerali al suo interno,
    esaurendo ben presto lo spazio.
  71. E alcuni cristalli, come la turchese,
  72. non assumono forme riconoscibili
    in gran parte delle condizioni ambientali,
  73. perfino avendo spazio adeguato.
  74. Ogni struttura atomica del cristallo
    ha proprietà uniche,

  75. e benché possano non aver alcun peso
    nei bisogni emotivi dell'uomo,
  76. hanno straordinarie applicazioni
    nella scienza dei materiali e in medicina.