Proprietà chimiche, ottiche, elettriche.

Il quarzo è leggero (peso specifico 2,65) e duro. Confrontato con i minerali più comuni, in leggerezza è superato solo dal gesso, mentre per la durezza ( 7 della scala di Mosh) è superato solo da alcuni granati, dalla tormalina e dal berillo.
La sfaldabilità è difficile. In condizioni normali ha una frattura a superfici curve (concoide, cioè a forma di conchiglia), ma si può sfaldare su piani in condizioni controllate, soprattutto in direzione parallela ai romboedri.

Qualche volta, per eventi geologici particolari, si rinvengono nelle cavità cristallizzate frammenti di sfaldatura dei cristalli, a volte ricristallizzati a testimoniare che l'evento ebbe origine geologica e non meteorologica ( gelo ecc..).

Quando è puro è incolore ed è definito cristallo di rocca o ialino (rock-crystal), ma la mancanza di colore non è indice di purezza ; infatti le ametiste , i cristalli affumicati e i citrini , che sono colorati ma trasparenti , spesso sono più puri di altri perfettamente ialini.

Bianco per anidrite inclusa	Viola per  ferro nel reticolo	Punte nere per bitume incluso	Rosso per ferro idrato incluso	Nero per mica nera inclusa

Per lungo tempo si è creduto che il colore fosse esclusivamente dovuto alle impurezze colorate finemente disperse, entrate in soluzione solida nel reticolo .

COLORE AMETISTA , AFFUMICATO, CITRINO E AMETRINO
Poi si è scoperto che la causa era diversa per i cristalli trasparenti , cioè che la causa erano atomi che sostituivano il silicio e l'ossigeno nell'edificio cristallino mantenendone intatta la trasparenza , ma che si coloravano successivamente a causa di radiazioni , poi nel tempo ancora si rilevò che ciò avveniva solo se le impurezze possiedono cariche elettriche spaiate
(colore citrino del campo cristallino ).

	Sezione trasversale di un cristallo di quarzo simile al precedente. E' composto nello stesso cristallo dalla varietà ametista e citrino. Bolivia . mm38.	Sezione trasversale di quarzo ametista che mostra molto bene la distribuzione del colore all'interno del cristallo . Platveld Namibia mm 55.

Le radiazioni che hanno colpito i nostri cristalli di quarzo, e che avevano energia sufficiente per inserire elettroni nel reticolo, sia che provenissero dai raggi cosmici o dai minerali contenuti nella roccia che li ospitava , hanno letteralmente bombardato per tempi lunghissimi i nostri cristalli , anche se debolmente , generando a volte colori leggeri appena percettibili , che si possono in molti casi rinforzare con radiazioni ad alta energia ( raggi alfa , gamma , X ,).

In cristalli molto colorati si può osservare che il colore è spesso distribuito a bande parallele alle superfici esterne , e che le bande parallele ai romboedri sono più dense di colore. I colori prodotti in questo modo , in cristalli di quarzo spesso limpidissimi , variano di tonalità e di intensità secondo la direzione di osservazione ; la colorazione a volte non è pura , più colori possono coesistere ed essere distrutti selettivamente dal calore.

Il calore rimuove gli elettroni inseriti nel reticolo dall'alta energia subìta con la radiazione , distruggendone il centro cromatico .Per esempio nelle ametiste , per riscaldamento , si distruggono i centri del colore violetto e la colorazione gialla risultante è provocata dal ferro contenuto come impurezza ; perciò questo colore è di tipo diverso del colore citrino che scompare anch'esso per riscaldamento .

Cristallo ridotto a ciottolo dall'abrasione naturale . Con la levigatura si scopre un caldo colore madera tipico della località. Madeira , Saragozza Spagna . mm 34

 Se i cristalli affumicati di quarzo vengono riscaldati , la loro colorazione bruna può cambiare di tonalità ; insistendo nel riscaldamento,essa scomparirà del tutto.

Oltre le impurezze principali già menzionate : ferro,alluminio, sodio potassio e idrogeno, seguono in quantità subordinata : titanio , calcio , manganese, magnesio e moltissimi altri atomi in tracce.

I cristalli più puri sono quelli dei massicci centrali alpini con cristallizzazione avvenuta in tempi lunghissimi da soluzioni diluite . Gli altri possono avere impurezze fino a 20 -30 volte superiori ( 1-2 % del totale ); naturalmente si escludono dal computo eventuali inclusioni solide o liquide contenute nei cristalli di quarzo.

POLARIZZAZIONE DELLA LUCE

Il quarzo , trasparente alla luce ultravioletta , è anche birifrangente , cioè un raggio di luce che lo attraversa in direzione diversa dall'asse ottico , viene diviso in due e polarizzato su due piani ortogonali dalla struttura cristallina .

Questa caratteristica è facilmente rilevabile anche senza strumenti su cristalli limpidi contenenti inclusioni ; infatti per la diversa rifrazione dei due fronti del raggio luminoso le inclusioni appaiono sfocate su certe direzioni perchè le immagini appaiono sdoppiate(se lo spessore del cristallo è sufficientemente grande ) .

Quarzo cristallo verde per inclusioni di clorite (mostra anche l'abito di muzo) . Passo del Forno , Val Formazza , mm 58

Interessante cristallo di quarzo bicolore con una parte affumicata e la parte inferiore citrina . La disposizione irregolare ci suggerisce che la sommità non è stata protetta dalle radiazioni come la parte inferiore. Kara Oba mm 63	Bolle incluse in un cristallo; fotografate attraverso un romboedro principale. Senza interporre un filtro polarizzatore appaiono sfocate , in realtà sono birifratte , area mm 6.

Il quarzo è anche piezoelettrico e piroelettrico : sono due aspetti della stessa caratteristica , cioè la deformazione del reticolo genera elettricità , sia che venga indotta per azione meccanica sia per azione termica , che produce deformazione del cristallo per dilatazione differenziata secondo le direzioni vettoriali .

( Quando si taglia un cristallo di quarzo si vede molto bene la luce emessa anche se si opera con una lama immersa nell'acqua ) Riscaldando il cristallo , si sviluppa elettricità positiva sugli spigoli dell'esagono su cui si sviluppano le facce di bipiramide e trapezoedro e da cui emergono gli assi " a " digiri . Per raffreddamento o compressione , nella stessa direzione degli assi " a " si sviluppano cariche negative .

La stessa proprietà farà deformare il cristallo che è attraversato da una corrente elettrica . Collegando in parallelo un campo elettrico alternato ad una sezione opportunemente sagomata di cristallo , questa comincia ad oscillare e poi a vibrare in modo costante , in funzione della direzione di taglio e dello spessore della lamina . Tale proprietà è chiamata "stabilizzazione di frequenza " ed è la caratteristica che lo rende prezioso in campo tecnico .

Il quarzo possiede anche la caratteristica di ruotare la luce che lo attraversa parallelamente all'asse " C " in misura proporzionale allo spessore della sezione di cristallo impiegata ,( alla luce gialla del sodio circa 20° di rotazione angolare per millimetro di spessore ) e in direzione contraria al suo senso di rotazione cristallografica .

 Sono state misurate grandi differenze di rotazione delle varie lunghezze d'onda della luce . Per tale caratteristica , in condizioni opportune e usando la luce bianca (che comprende tutto lo spettro ) , si ottengono vivissimi colori di interferenza.

Quarzo, una sezione trasversale all'asse "C", lucidata ed osservata fra filtri polarizzatori, mostra la scomposizione e l'estinzione selettiva dei colori .Tornadri Val Malenco (SO). mm 17	..la stessa sezione mostra che la rotazione del filtro analizzatore , lascia passare un colore diverso dal precedente (la distribuzione dei colori ci segnala anche una geminazione del Brasile).

COLORE DOVUTO ALLE INCLUSIONI
Il colore può dipendere anche dalle inclusioni ed in tal caso il cristallo può essere più o meno opaco . Si sono osservati i colori : verde, bruno , nero , rosa , giallo , rosso, azzurro ; tra questi i più frequenti sono il verde e il nero. Il verde è dovuto prevalentemente a inclusioni di bissolite , clorite , hedenbeergite ; il bruno e il nero ad inclusioni di sostanze organiche , miche , ossidi metallici . Le colorazioni possono andare dalla tonalità più intensa a quella appena accennata . Il rosa è dovuto a minutissime inclusioni di rutilo e forse a presenza di manganese .

Il colore rosso del quarzo, causato da ferro idrossido, è rarissimo in Italia , è invece abbastanza frequente in Spagna nei gessi diagenizzati della zona di Valencia , denominato "quarzo di Santiago di Compostella " perchè utilizzato per oggetti ricordo dei pellegrini che si recano al quel santuario da centinaia di anni. Nel nostro paese è stato rinvenuto, con altri colori, solo in piccoli cristalli di quarzo bipiramidato delle idrotermaliti del bolognese, i cui vari colori sono probabilmente tutti dovuti a ossidi metallici finemente dispersi.