Polimorfismo distorsivo
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.
Una 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 |
Bibliografia
modifica- 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)
