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Polimorfismo distorsivo, in mineralogia è quel tipo di reazione polimorfa in cui la riorganizzazione strutturale necessaria per passare da una forma polimorfa ad un'altra è molto piccola e richiede quindi poca energia. La struttura viene in genere lasciata completamente intatta e non si rompono legami fra gli ioni; è sufficiente un piccolo spostamento degli atomi o degli ioni e piccole variazioni degli angoli di legame (kinking) per ottenere due diverse strutture con minore simmetria.

Questo tipo di trasformazione avviene istantaneamente ed è facilmente reversibile. A titolo di esempio possiamo immaginare una struttura ipotetica costituita da un reticolo infinito di tetraedri, quindi una struttura piuttosto aperta a simmetria elevata. Questa sarà la forma polimorfa ad alta temperatura. Invece lo stesso reticolo con una disposizione dei tetraedri meno simmetrica e più collassata da un lato a dall'altro darà origine a due strutture a minore simmetria che potranno rappresentare il polimorfo a bassa temperatura.

Un trasformazione di questo tipo avviene quando il polimorfo di SiO2 quarzo-β si raffredda al di sotto dei 573 °C (a pressione atmosferica) e riorganizza la sua struttura in quella del quarzo-α; la differenza fra le due forme di quarzo è espressa nei loro gruppi spaziali, come si evince nella tabella qui sotto, e può essere rappresentata in una proiezione basale della struttura per entrambe le forme.

La disposizione strutturale nella forma di bassa temperatura è leggermente meno simmetrica e impercettibilmente più densa rispetto alla forma di alta temperatura. La transizione da quarzo-β a quarzo-α può essere vista come il risultato della rotazione dei legami atomici della struttura del quarzo-β. poiché la forma di alta temperatura del quarzo (quarzo-β) ha una simmetria più elevata rispetto a quella della forma di bassa temperatura, la transizione può indurre la comparsa di geminazione (geminati per trasformazione).

Tali geminati, chiamati geminati del Delfinato, rappresentano un'espressione a grande scala della presenza di unità strutturali opposte e invertite nella struttura del quarzo-α.

Esempi di minerali polimorfi e loro caratteristiche:

Composizione Minerale Sistema cristallino Gruppo spaziale Durezza Peso specifico
C Diamante Cubico Fd3m 10 3,52
" Grafite Esagonale P63/mmc 1 2,23
FeS2 Pirite Cubico Pa3 6 5,02
" Marcasite Ortorombico Pnnm 6 4,89
CaCO2 Calcite Romboedrico R3c 3 2,71
" Aragonite Ortorombico Pnam 3,5 2,94
SiO2 Quarzo-α Trigonale P3121 7 2,65
" Quarzo-β Esagonale P6222 7 2,53
" Tridimite-β Esagonale P63/mmc 7 2,20
" Tridimite-α Ortorombico C2221 7 2,26
" Cristobalite-β Cubico Fd3m 6,5 2,20
" Cristobalite-α Tetragonale P41212 6,5 2,32
" Coesite Monoclino C2/c 7,5 3,01
" Stishovite Tetragonale P42/mnm 7,5 4,30

BibliografiaModifica

  • Mineralogia - Cornelis Klein - Zanichelli (2004)
  • Le rocce e i loro costituenti - Morbidelli - Ed. Bardi (2005)
  • Minerali e Rocce - De Agostini Novara (1962)
  • Guida al riconoscimento dei minerali - Borelli e Cipriani - Mondadori (1987)
  • Atlante delle rocce magmatiche e delle loro tessiture - Mackenzie, Donaldson e Guilford - Zanichelli (1990)
  • Atlante delle rocce sedimentarie al microscopio - Adams, Mackenzie e Guilford - Zanichelli (1988)
  • I minerali d'Italia - SAGDOS - 1978
  • Minerali e Rocce - Corsini e Turi - Enciclopedie Pratiche Sansoni (1965)

Voci correlateModifica