CRISTALLOGRAFIA
I 7 sistemi cristallini
I 7 sistemi cristallini — cubico, esagonale, trigonale, tetragonale, ortorombico, monoclino, triclinico — spiegati, con la simmetria come primo indizio per l’identificazione dei minerali.
Perché la simmetria è importante
Le facce esterne di un cristallo, gli angoli di crescita e le direzioni di sfaldatura sono tutti il risultato del modo in cui i suoi atomi si ripetono nello spazio. Due minerali con composizioni chimiche completamente diverse possono dare origine a cristalli dall’aspetto quasi identico, poiché condividono lo stesso sistema cristallino. Una volta che si è in grado di riconoscere il sistema a prima vista, l’identificazione si restringe da oltre 5.000 minerali a una manciata.
I sette sistemi
Cubico (massima simmetria — Fluorite, Pirite, Galena, Granato). Esagonale (asse di simmetria esaplo — berillo, apatite). Trigonale (asse triplo — Quarzo, Calcite, Tormalina). Tetragonale (asse quadruplo — Cassiterite, Rutilo, Scheelite). Ortorombico (tre assi perpendicolari di lunghezza disuguale — Barite, Topazio, Zolfo). Monoclino (un angolo obliquo — gesso, Azzurrite, ortoclasio). Triclino (simmetria minima, tre assi obliqui disuguali — plagioclasio, cianite, rodonite).
Come utilizzarlo sul campo
Osservi innanzitutto la forma cristallina: si tratta di un cubo? Di un prisma esagonale? Di un rombo? Conta le facce che si incontrano in un angolo. Verifichi se le facce opposte sono parallele. Entro trenta secondi dovrebbe essere in grado di escludere 4–5 sistemi e ridurre la lista dei candidati a uno o due. Se a ciò aggiunge la durezza e la striatura, avrà risolto la maggior parte delle identificazioni.
Gli assi alla base di ciascun sistema
Ogni sistema cristallino è definito da un insieme di linee di riferimento immaginarie — gli assi cristallografici — e dagli angoli tra di essi. Il sistema cubico presenta tre assi uguali che si incrociano ad angolo retto; ecco perché i suoi cristalli appaiono identici da molte direzioni. Man mano che si scende lungo l’elenco, gli assi diventano progressivamente meno uguali e gli angoli meno retti: il sistema ortorombico mantiene gli angoli retti ma le lunghezze disuguali, quello monoclino presenta un asse inclinato, mentre quello triclinico abbandona del tutto gli angoli retti.
Non è necessario misurare nulla per avvalersi di questa conoscenza. Il concetto da ricordare è intuitivo: i minerali ad alta simmetria (cubici, esagonali) tendono ad assumere forme massicce, equanti o prismatiche regolari, mentre quelli a bassa simmetria (monoclini, triclini) tendono a presentare cristalli a forma di cuneo, asimmetrici o a lama. Quando un cristallo appare «asimmetrico» anziché «regolare», solitamente ci si trova ai livelli più bassi della scala di simmetria.
Trigonale contro esagonale: la confusione più comune
I collezionisti alle prime armi confondono spesso il sistema trigonale con quello esagonale, poiché entrambi possono presentare prismi a sei lati. La differenza risiede nell’asse principale di simmetria: il sistema esagonale presenta un asse di simmetria sestuplo, mentre quello trigonale ne ha solo uno triplo. Il quarzo rappresenta la classica trappola da manuale: forma splendidi prismi a sei lati, ma è di sistema trigonale, non esagonale, un fatto che talvolta è possibile confermare osservando l’alternanza di facce romboedriche grandi e piccole che coronano la punta.
Un indizio pratico consiste nell’osservare le terminazioni e lo sviluppo delle facce, piuttosto che limitarsi a contare le facce del prisma. L’apatite (esagonale vero e proprio) tende a presentare terminazioni a sei facce pulite e simmetriche; il Quarzo mostra spesso quella terminazione irregolare a due romboedri. Se si conta solo il prisma, si sbaglierà circa la metà delle volte: verifichi sempre la simmetria della punta.
Sistemi di lettura su campioni cinesi
I giacimenti cinesi costituiscono un’aula didattica particolarmente adatta allo studio dei sistemi cristallini, poiché molti di essi producono cristalli perfetti come quelli dei libri di testo. La fluorite cubica proveniente da Yaogangxian, nell’Hunan, si presenta sotto forma di cubi e ottaedri ben definiti che rendono immediatamente evidente il sistema cubico, mentre la Scheelite di Xuebaoding, nel Sichuan, mostra l’abito bipiramidale tipico del sistema tetragonale.
La stibina proveniente dal distretto di Lengshuijiang–Xikuangshan, nell’Hunan, costituisce un ottimo oggetto di studio per il sistema ortorombico: le sue lamelle e i suoi aghi color acciaio, profondamente striati, riflettono gli assi disuguali di tale sistema. Collezionando solo da queste poche fonti — Fluorite cubica, Scheelite tetragonale, Stibina ortorombica, oltre al Quarzo trigonale che si trova praticamente ovunque — è possibile costituire una collezione di riferimento pratica che copra la maggior parte dei sette sistemi senza mai uscire dal contesto dei minerali cinesi.
Domande frequenti
Quanti sistemi cristallini esistono: sei o sette?
La mineralogia moderna prevede solitamente sette sistemi cristallini, distinguendo quello trigonale da quello esagonale. Alcuni testi più datati e alcune convenzioni cristallografiche raggruppano il sistema trigonale sotto quello esagonale, arrivando così a sei sistemi. Entrambe le classificazioni descrivono gli stessi minerali; la versione a sette sistemi è quella più comunemente utilizzata dai collezionisti.
È possibile determinare il sistema cristallino di un minerale semplicemente osservandolo?
Spesso sì, nel caso di cristalli ben formati, ma non sempre. Un cubo, un prisma esagonale o un rombo ben definiti indicano chiaramente un sistema cristallino, mentre esemplari mal formati, massicci o geminati possono nasconderlo. Considerate il sistema cristallino come il vostro primo indizio e confermatelo verificando la durezza, la sfaldatura e la striatura.
Perché il quarzo è trigonale se sembra avere sei lati?
Il quarzo presenta sei facce prismatiche, ma possiede una simmetria di terzo ordine attorno al proprio asse principale, il che lo colloca nel sistema trigonale. L’elemento rivelatore è la terminazione: le facce romboedriche terminali sono solitamente irregolari, anziché presentare una punta simmetrica a sei facce.
Il sistema cristallino influisce sul modo in cui un campione si frattura?
Sì. Le direzioni e gli angoli di sfaldatura sono determinati dal reticolo atomico, pertanto rispecchiano la simmetria del sistema. La Galena cubica si sfalda in cubi ad angolo retto, mentre la Calcite trigonale si sfalda in rombi: la frattura rispecchia la struttura.