Quarzo

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Quarzo
Quartz oisan.jpg
Classificazione Strunz IV/D.01-10
Formula chimica SiO2[1]
Proprietà cristallografiche
Gruppo cristallino dimetrico
Sistema cristallino trigonale
Parametri di cella a = 4.9133, c = 5.4053, Z = 3; V = 113.00
Gruppo puntuale 3 2
Gruppo spaziale P 3121,P 3221
Proprietà fisiche
Densità 2,6-2,66[1] g/cm³
Durezza (Mohs) 7[1]
Sfaldatura assente
Frattura concoide[1]
Colore allocromatico[1]
Lucentezza da trasparente a traslucida (vitrea)
Opacità da trasparente a opaco[1]
Striscio  
Diffusione molto comune
Si invita a seguire lo schema di Modello di voce - Minerale

Il quarzo (diossido di silicio, SiO2,[1] dal tedesco Quarz[?·info][2]) è il secondo minerale più abbondante nella crosta terrestre (circa il 12% del suo volume) dopo i feldspati.

Etimologia[modifica | modifica wikitesto]

L'etimologia del nome non è certa, ma le origini si fanno risalire al termine medievale tvurdu che in Antico slavo ecclesiastico significava duro, come twarc in Alto tedesco medio, e gli analoghi termini presenti in altre lingue slave come il Ceco tvrdý e il polacco twardy. Terminologie simili come quarz, quärz o querze nel linguaggio dei minatori in Alto tedesco medio indicavano la ghiaia e nel XVI secolo parole come quaterz o quaderz stavano a indicare una roccia di scarsa qualità; nel linguaggio dei montanari della Sassonia Querklufterz indicava un'escrescenza della roccia.[3]

Il termine in italiano sembra derivare da una cattiva traduzione di un testo latino fatta nel 1550 a Venezia; tale testo affermava che le rocce quarzose venivano chiamate in Germania col termine di 'querz erz' (letteralmente 'minerale che attraversa la roccia'). Nella traduzione in italiano, ad opera dello stampatore Michele Tramezzino, il termine querz fu trascritto come 'quarzo'.

Cenni storici[modifica | modifica wikitesto]

Per gli antichi greci il quarzo veniva definito cristallo (dal greco κρύσταλλος, krýstallos, ghiaccio). Essi,infatti, ritenevano tale minerale una varietà di ghiaccio fredda al punto da non poter essere piu disciolta. A trarli in inganno, la struttura apparentemente esagonale, simile a quella dei fiocchi di neve, e la sensazione di freddo al tatto causata dalla conducibilità termica.

Tra le varietà del quarzo, l'ametista (vedi poi) merita un'attenzione storico-mitologica. Ametista era infatti una ninfa del corteo di Diana, dea particolarmente sensibile al tema della castità. Di tale ninfa, in un momento di estasi etilica, si invaghì Bacco che iniziò così ad inseguirla per possederla. La ninfa chiese aiuto alla sua signora la quale per proteggere, non tanto la vita, quanto la castità della ninfa, la trasformò in gelido cristallo di quarzo.

Rinsavito dalla sbornia, Bacco si commosse della fine della ninfa e così le dette il colore del vino e la proprietà di preservare dei ed umani dagli eccessi delle ubriacature. Ametista deriva infatti dal greco ἀ-μέθυστος (oppure ἀ-μεθυσμένος) che significa sostanzialmente non-ubriaco.

Tra i ricchi (soprattutto nella Roma imperiale) comparve quindi il vezzo di immergere un anello di ametista nel bicchiere di vino prima di bere. Dato che all'epoca tale gemma era rara e preziosa, e questa usanza era in voga solo tra i potenti, l'anello di ametista, venne visto pian piano come un simbolo di potere.

L'usanza che i potenti di Roma avessero un anello di ametista si radicò così tanto tra il popolino che tale simbolo venne utilizzato più tardi dalla chiesa cattolica romana per esprimere autorità. Ancor oggi tale anello fa parte del corredo vescovile.

Sempre dal punto di vista storico, va anche ricordato che sette delle dodici gemme del «Razionale» (un pettorale sacro portato dagli antichi sacerdoti ebraici) ognuna delle quali rappresentava una qualità del Dio, erano varietà di quarzo: la sardonica, il citrino, il diaspro, la corniola, l'ametista e l'onice.

Infine, la famosa sfera di cristallo che permette ai "maghi" di vedere il futuro, immagine tipica nella cultura popolare, ha le sue origini in Cina. Spesso infatti i notabili di quel paese (ne fa cenno anche Marco polo) erano soliti rinfrescarsi le mani posandole su una sfera di quarzo. Le vesti sontuose e colorate, la lingua un po' oscura, quasi arcana e la fantasia hanno trasformato così, nel tempo, i notabili in questione nel prototipo del mago.

Abito cristallino[modifica | modifica wikitesto]

Il quarzo presenta una struttura cristallina trigonale costituita da tetraedri silicio-ossigeno uniti tra loro per i 4 vertici a formare delle spirali ad andamento destro o sinistro. In alcuni cristalli le parti cristalline destre o sinistre coesistono a formare i geminati. La durezza è 7 sulla scala di Mohs. L'habitus (la forma) è quello di un prisma esagonale con, ai vertici, le facce di due romboedri disposte in modo tale da simulare una bipiramide esagonale.

Il quarzo è solo una delle 19 fasi cristalline della silice e cristallizza secondo due impalcature atomiche distinte, conosciute come quarzo-α e quarzo-β.

Quello comunemente rinvenuto è sempre quarzo alfa perché a temperatura e pressione ambiente anche il quarzo beta si trasforma in alfa (per riorganizzazione del reticolo). I cristalli di quarzo alfa, mancando del centro di simmetria, presentano individui destri e sinistri. Il senso del cristallo è spesso individuabile dalla presenza di una piccola faccetta trapezoedrica situata tra il prisma esagono e il romboedro della piramide esagonale.

Ad alta pressione il quarzo si trasforma in coesite, un minerale con la stessa composizione ma con un reticolo atomico più compatto; a pressioni ulteriori la stessa tridimite si trasforma in stishovite che rappresenta il termine estremo di compattazione della silice (è nota quasi esclusivamente in crateri generati da meteoriti).

Il quarzo può essere di forma prismatica allungata.

Origine e giacitura[modifica | modifica wikitesto]

Il quarzo è un costituente comune delle rocce magmatiche intrusive acide dette in passato rocce sialiche, tra le quali il più conosciuto è il granito; è abbondante anche come componente delle rocce sedimentarie, preferenzialmente nelle arenarie a causa della sua elevata resistenza alla degradazione chimica da parte degli agenti atmosferici ed alla sua insolubilità all'acqua e nelle rocce metamorfiche.

Forma in cui si presenta in natura[modifica | modifica wikitesto]

Associazione di cristalli aciculari di quarzo trasparenti con pirite, miniera di Brosso

Essendo uno dei minerali della crosta terrestre più comuni,[1] il quarzo ha un gran numero di varietà differenti. Una prima, importante, distinzione va fatta tra le varietà macrocristallina (cristalli individuali visibili ad occhio nudo) e la microcristallina (aggregati di cristalli visibili solo al microscopio[4]) o criptocristallina (aggregati di cristalli non visibili al microscopio[5]).

Calcedonio è un termine generico per il quarzo criptocristallino.[1] Le varietà criptocristalline sono sia traslucide che, per lo più, opache, mentre le varietà trasparenti tendono ad essere macrocristalline.

Sebbene molti dei nomi delle varietà provengano storicamente dai colori del minerale, gli attuali schemi di denominazione scientifica fanno riferimento in primo luogo alla microstruttura del minerale.
Il colore è un identificatore secondario per i minerali criptocristallini e primario per le varietà macrocristalline. Questo, comunque, non è sempre vero.

Oltre al quarzo ialino, perfettamente incolore e limpido, vi sono numerose altre varietà di quarzo:

Varietà Descrizione
Calcedonio Ogni quarzo criptocristallino, sebbene usato generalmente solo per il materiale bianco o leggermente colorato. Negli altri casi si usano nomi più specifici.
Agata Calcedonio a bande di diverso colore legate ad impurità presenti nel reticolo cristallino, traslucido;
Agata muschiata Trattasi di un calcedonio incolore con delle inclusioni di orneblenda verde che dona alla pietra delle formazioni simil-muschio. Se la pietra viene scaldata parte del ferro dell'orneblenda si trasforma in ossido, donando alla pietra una colorazione bruno rossiccia a chiazze. La pietra può essere tagliata a cabochon, lastrine o a forma di coppe. I falsi vengono creati unendo due pezzi di calcedonio con in mezzo dei dendriti di ferro e manganese[6].
Crisoprasio Calcedonio dalla colorazione verde per via di sali idrati di nichel[7];
Cromo-calcedonio Simile al crisoprasio, ma la tinta è dovuta al cromo anziché al nichel; osservato al filtro Chelsea questa varietà di silice, a differenza del crisoprasio, appare rossa[8];
Onice Varietà di Agata dove le bande di accrescimento sono diritte, parallele al letto e di dimensione costante;
Sarda È una silice scura, da taluni considerata un tipo di corniola ma meno luminosa e trasparente per via della sua colorazione bruna[9];
Corniola Calcedonio arancio rossastro, traslucente;
Corniola-agata Rispetto alla classica corniola ha un solo colore dominante e guardandola attentamente in controluce si può ammirare la struttura dell'agata[10];
Sardonice Ha il colore della sarda ma la struttura è dell'onice[10];
Diaspro Calcedonio opaco per la presenza di impurità e, usualmente, fortemente colorato;
Eliotropio Tipo di calcedonio opaco verde scuro con delle chiazze di ferro rosso sangue[11];
Enidro Calcedonio che contiene grandi quantità di acqua. Tipico dell'Uruguay.
Avventurina Quarzo traslucido con piccole inclusioni (normalmente miche o cloriti) che le conferiscono un colore verde brillante e riflettono la luce causando il fenomeno dell'avventurescenza;
Occhio di tigre Quarzo a struttura fibrosa, giallo con un effetto particolare detto gatteggiamento dovuto al pseudomorfismo della crocidolite gialla con gli atomi ferro tutti trivalenti ed alla formazione di canalicoli vuoti[12];
Occhio di gatto Simile al precedente ma con gatteggiamento dovuto ad intrusioni di anfiboli verdi del tipo attinolite o orneblenda[13];
Occhio di bue È simile all'occhio di tigre tranne per il colore che in questo caso è rosso-bruno, perché contiene fibre di crocidolite rosse quasi come il mogano[14];
Occhio di falco Simile all'occhio di gatto ed all'occhio di tigre, il gatteggiamento è dovuto a (crocidolite blu, con ferro bivalente e trivalente)[15];
Cristallo di rocca o Quarzo ialino Trasparente, incolore e limpido;
Ametista (Dal greco "contro l'ubriachezza") Violetto, più o meno trasparente, anche in campioni ben cristallizzati; deve il colore alla presenza di piccole concentrazioni di ferro bivalente; riscaldato si trasforma in citrino;[1]
Ametrino Fusione fra il quarzo citrino e l'ametista, quindi di colore giallastro e violaceo.
Quarzo citrino Giallo, giallo verdastro, raramente in campioni ben cristallizzati; si forma per riscaldamento, anche artificiale, dell'ametista[1] per ossidazione del ferro.
Quarzo citrino-madera Quarzo citrino di colore rosso brunastro.
Quarzo rosa Rosa, usualmente traslucido, raramente in campioni ben cristallizzati; deve il colore a piccole percentuali di manganese;
Quarzo blu Blu e traslucido.
Quarzo latteo Bianco, da traslucente a opaco;
Quarzo affumicato Marrone, trasparente. L'opacità è spesso dovuta a danni da radiazione nella struttura del reticolo cristallino;
Morione è così denominata la varietà affumicata particolarmente scura, di colore nero;
Quarzo prasio Varietà di quarzo con inclusioni aciculari di attinolite, il valore gemmologico è piuttosto modesto, le varietà più opache vengono tagliate a smeraldo, taluni autori vogliono questa pietra come passaggio intermedio ai diaspri, difatti essi chiamano prasio un diaspro verde[16];
Quarzo cacoxenite Varietà di quarzo incolore o quasi incolore con inclusioni di fosfato ferrico idrato biondo o biondo rossiccio. I cristalli di questa varietà sono di colore simile al rutilo ma hanno la forma tozza e fibrosa e con nodi simili a quelli delle canne di bambù e con terminazioni a lancia. Questi cristalli sono posti a ciuffi o a covoni. I cristalli se fitti rendono il minerale simile al quarzo "occhio di tigre".[17];
Quarzo rutilato Contiene dei cristalli di rutilo gialli al suo interno che al profano in cristallografia potranno sembrare dei capelli biondi o ramati, per questo motivo anche capelli di Venere. La matrice principale è il cristallo di rocca o di quarzo affumicato. Con i quarzi rutilati migliori (senza fessurazioni) si possono fare dei cabochon o delle sferette per collane[18];
Quarzo tormalinato Simile al precedente ma con tormalina di solito nera ma anche verde, rosa o rossa[19];
Quarzo dendritico Simile ai due precedenti salvo che per il fatto che soluzioni manganesifere tra cui idrossido di manganese possono creare delle forme dendritiche all'interno del quarzo. Tali formazioni dendritiche si solidificano all'interno del quarzo per evaporazione del solvente naturale. In genere questi composti manganesiferi dendritici sono di colore nero o bruno. Il quarzo dendritico proviene dal Brasile[20].

Quando nel quarzo sono presenti inclusioni microscopiche di altri minerali a simmetria esagonale, si può produrre un effetto di asterismo.

Non tutte le varietà di quarzo sono presenti in natura. La prasiolite, un materiale di colore olivastro, viene prodotta con l'esposizione al calore. Sebbene il quarzo citrino sia presente in natura, è facilmente confondibile con l'ametista che, scaldata, assume un colore giallo-bruno.
La corniola viene frequentemente trattata con il calore per aumentarne l'intensità del colore.

Dato che i quarzi naturali sono molto spesso geminati e quindi in molti casi non utilizzabili industrialmente, la maggior parte del quarzo utilizzato dall'industria è sintetico.
Cristalli di grandi dimensioni, perfetti e non geminati, vengono prodotti in una autoclave attraverso un processo idrotermale, chiamato metodo Spezia, dal nome del suo inventore, l'ingegnere ossolano Giorgio Spezia: anche gli smeraldi sintetici sono prodotti in questo modo.

Proprietà chimico-fisiche[modifica | modifica wikitesto]

Il quarzo è un materiale dotato di notevole stabilità chimica[1] e risulta inattaccabile dagli acidi eccetto l'acido fluoridrico.[1] Presenta inoltre elevata durezza, resistenza meccanica e resistenza al calore.

Alcune proprietà fisiche dei cristalli di quarzo sono la piezoelettricità e la piroelettricità (ovvero la capacità di polarizzare elettricamente le facce opposte del cristallo, in seguito ad una deformazione meccanica come la compressione o dopo riscaldamento).

Dal punto di vista ottico, il quarzo presenta elevata trasmissibilità nel visibile e soprattutto nell'ultravioletto.

Applicazioni[modifica | modifica wikitesto]

Oltre ad essere ampiamente utilizzato come ornamento, il quarzo viene sfruttato per le sue proprietà chimico-fisiche in molteplici modi, tra cui:

  • Per le sue proprietà di piezoelettricità e piroelettricità è impiegato negli oscillatori al quarzo, utilizzati in moltissime apparecchiature elettroniche fra le quali gli orologi al quarzo, le radio e praticamente tutti gli apparecchi digitali. Il quarzo utilizzato per tali applicazioni (detto anche "quarzo piezoelettico"[1]) è in genere il cristallo di rocca.[1]
  • Per le sue proprietà fisico-meccaniche, è ampiamente utilizzato nell'industria dei rivestimenti, pavimentazioni, piani da lavoro sotto forma di agglomerato in lastre di spessore variabile.
  • Per le sue caratteristiche ottiche, viene usato per realizzare parti ottiche per usi scientifici e cuvette per spettrofotometri e spettrofluorimetri.
  • Per le sue caratteristiche di resistenza alle alte temperature (oltre che di trasparenza), viene utilizzato per realizzare i bulbi delle comuni lampade alogene.

Inoltre il quarzo viene utilizzato sotto forma di sabbia quarzosa come materia prima per la produzione del vetro.[1]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p Villavecchia, pp. 2691-2693.
  2. ^ German Loan Words in English
  3. ^ S. I. Tomkeieff: On-the-origin-of-the-name-quartz „On the origin of the name ‚quartz‘“, 1941.
  4. ^ Vocabolario Treccani, "Microcristallino".
  5. ^ Vocabolario Treccani, "Criptocristallino".
  6. ^ Gramaccioli, L'agata muschiata, p. 327.
  7. ^ Gramaccioli, Il crisoprasio, p. 323.
  8. ^ Gramaccioli, Il cromo-calcedonio, p. 324.
  9. ^ Gramaccioli, La sarda, p. 325.
  10. ^ a b Gramaccioli, La corniola-agata e la sardonice, p. 211.
  11. ^ Gramaccioli, La sarda, p. 325.
  12. ^ Gramaccioli, L'occhio di tigre, pp. 317-318.
  13. ^ Gramaccioli, L'occhio di gatto, pp. 316-317.
  14. ^ Gramaccioli, L'occhio di bue, p. 318.
  15. ^ Gramaccioli, occhio di falco, p. 317.
  16. ^ Gramaccioli, Quarzo prasio, p. 319.
  17. ^ Gramaccioli, Il quarzo cacoxenite, p. 313.
  18. ^ Gramaccioli, Il quarzo rutilato, p. 311.
  19. ^ Gramaccioli, Il quarzo tormalinato, p. 311.
  20. ^ Gramaccioli, Il quarzo dendritico, pp. 311-312

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]