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CRISTALLOGRAFIA

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CRISTALLOGRAFIA

Nei primi dell'Ottocento scienziati che contribuirono allo sviluppo della cristallografia furono Johann F. C. Hesel (1796-l872), William H. Miller (1801-l880) e Auguste Bravais (1811-l863). Lo scienziato Abraham Gottlob Werner, contemporaneo di Hay, e i suoi collaboratori svilupparono diversi metodi per identificare le sostanze cristalline sfruttandone le caratteristiche fisiche. Negli anni successivi, e praticamente per tutto l'Ottocento gli studi di mineralogia seguirono due indirizzi distinti in diretta relazione con i contemporanei progressi della chimica e della fisica: da un lato infatti la mineralogia si identificò quasi con la chimica mineralogica, dall'altro fu quasi un tutt'uno con la cristallografia. I risultati principali dell'indirizzo chimico furono l'esatta determinazione della composizione chimica dei minerali già noti e delle altre numerose specie che i naturalisti e i geologi raccoglievano nel corso delle loro ricerche sul terreno, e la scoperta dei fenomeni del polimorfismo e dell' isomorfismo, compiuta da E. Mitscherlich (1794-l863).

La chimica come scienza si sviluppò molto rapidamente agli inizi del sec. XIX e la determinazione della composizione dei minerali proced di pari passo, specialmente a opera di Jns Jacob Berzelius e dei suoi discepoli. La prima classificazione dei minerali su basi chimiche fu pubblicata da James Dwight Dana nel 1837. Anche la delucidazione delle proprietà ottiche dei cristalli si sviluppò agli inizi del sec. XIX con le ricerche di Jean Baptiste Biot e di sir David Brewster. L'invenzione del microscopio polarizzante e l'uso delle sezioni sottili da parte di William Nicol (1768-l851) resero possibile l'identificazione dei minerali attraverso le loro proprietà ottiche. Henry Clifton Sorby, che è considerato il fondatore della petrologia, applicò i metodi di Nicol allo studio delle rocce. Intanto veniva approfondendosi tutto un filone di ricerca che oggi definiremmo come ricerca fondamentale con studi che combinavano in modo davvero sorprendente l'esperienza del cristallografo con quella del matematico puro. Sono questi gli studi fatti da cristallografi e matematici come A. Bravais (1811-l863), L. Sohnke (1842-l897) e F. Fdorov (1853-l919). Furono questi gli scienziati che portarono un contributo fondamentale al chiarimento di quella che oggi chiamiamo comunemente come struttura reticolare dei cristalli. Un grande impulso fu anche dato dall'approfondito studio sulle proprietà ottiche dei minerali reso possibile in modo esteso e sistematico dall'invenzione da parte di Nicol (1768-l851) dei sistemi di polarizzazione rettilinea della luce basati sul taglio particolare di cristalli di calcite perfettamente limpidi. In questo senso, e' importante ricordare il contributo di G. B. Amici (1786-l863), che intorno al 1830 ideò il primo microscopio polarizzatore (detto anche 'polarizzante') visibile nel Museo di Fisica di Napoli dove e' esposto, tra molte altre cose, un bell'esemplare di spato d'Islanda. Alla fine del sec. XIX la scoperta dei 230 gruppi spaziali effettuata contemporaneamente da parte di Arthur M. Schoenflies (1853-l928), William Barlow (1845-l934) ed E. S. Fedorov (1853-l919), completò in modo essenziale lo sviluppo della cristallografia classica.



L'analisi chimica dei minerali, infine, ha fatto un importante passo avanti con l'invenzione (1949) della microsonda elettronica da parte di R. Castaing. Lo sviluppo degli elaboratori elettronici ad alta velocità degli ultimi anni ha notevolmente facilitato la determinazione delle strutture cristalline dei minerali e di altre sostanze. La necessità poi di definire la natura dei nodi reticolari ebbe come conseguenza di far convergere e riunire i settori in cui si era storicamente divisa la mineralogia: apparve infatti evidente la stretta relazione tra composizione, proprietà chimico-fisiche e struttura reticolare dei minerali cristallini. Ad esempio, una forte integrazione fra chimica, mineralogia e cristallografia si ha con la cristallochimica, settore nel quale hanno apportato un contributo essenziale Victor Goldschmidt e Linus Pauling.









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