Właściwości fizyczne minerałów: opis, właściwości

Naukowcy od dawna badali podstawowe właściwości fizyczne minerałów. Są one przechowywane w szkolnym programie nauczania (zazwyczaj w geografii lub chemii) oraz na uniwersytecie. Studenci są szczególnie dobrze przygotowani w tej dziedzinie w kierunku geologicznym, a także ci, którzy wybrali ten obszar do pracy lub jako przedmiot badań naukowych. Zastanów się najbardziej podstawowych i ciekawskich cech.

Dedykowany do optyki: pokaż mi wszystko!

Często charakterystyka właściwości fizycznych minerały zaczynają się od klasyfikacji substancji jako przezroczystej lub nie. Termin ten używany jest do oznaczania zdolności przepuszczania wiązki promieni przez strukturę minerału. Przejrzystość jest cechą opisywaną przez poziomy. Najbardziej typowym przedstawicielem przezroczystych minerałów jest kryształ. Doskonała wydajność to inny topaz, spar pochodzi z Islandii. Z półprzezroczystego cynobru warto wspomnieć, ale najbardziej nieprzejrzysty jest przede wszystkim - to grafit, piryt i wiele innych odmian. Często próbki reprezentowane przez duże okazy wydają się na pierwszy rzut oka nieprzejrzyste, ale podczas badania krawędzi ziaren, fragmentów o małej grubości, wydaje się, że charakteryzują się raczej silną zdolnością do przenoszenia promieniowania świetlnego.

Piękne!

Analizując klasyfikację minerałów, ich właściwości fizyczne, należy zauważyć, że kolor jest tradycyjnie jednym z najważniejszych parametrów. To właśnie ten objaw jest badany najpierw w diagnostyce próbki. Zabarwienie jest związane zarówno z cechami wewnętrznymi (aspektem idiochromatycznym), jak i obecnością chromoforów w całkowitej masie substancji. Dobrym przykładem, który występuje dość często, jest zielony odcień szmaragdu, z powodu inkluzji chromu. Ale turmalin będzie błyszczał pięknymi odcieniami różu ze względu na obecność manganu w jego strukturze.

Kolor wielu minerałów wynika z niejednorodnej struktury. Jest to typowe dla Morion, niektóre rodzaje kwarcu. Kraty kryształowe minerały takie odznaczają się licznymi defektami, dzięki czemu załamanie światła tworzy interesujące kolory. Znane są też minerały, których kolor jest spowodowany mechanicznymi zanieczyszczeniami, rozproszonymi niezwykle cienką warstwą. Oficjalna nazwa naukowa tego zjawiska to kolor allochromatyczny. Efekt ten wynika z koloru jaspisu, awenturynu i niektórych innych minerałów.

Funkcje kolorów

Określenie właściwości fizycznych minerału tego typu obejmuje identyfikację odcienia minerału zmiażdżonego na bardzo drobny proszek. Najłatwiejszym sposobem uzyskania linii mineralnej jest trzymanie porcelanowej płytki z próbką przeznaczoną do badań. Obiekt musi być nieprzejrzysty, niedopuszczalne jest przeszklenie. Oprócz biszkoptu można używać naczyń chemicznych wykonanych z porcelany i mających powierzchnię o takich samych właściwościach.

Jeśli porównamy kolor i tę fizyczną właściwość minerału, możemy zauważyć, że jest on znacznie trwalszy. Zdarza się również, że cecha ma ten sam odcień, co próbka testowa, ale istnieją przypadki namacalnych różnic. Na przykład hematyt, na wstępnym badaniu, oceniany jako szary ze stalowym odcieniem, rysuje linię czerwieni (dojrzała wiśnia). Podobnie jest z pirytem, ​​który jest zabarwiony odcieniem żółtym, podobnym do koloru mosiądzu - jego cechą jest czerń.

Radość Sroki

Jeśli zapytasz studenta, ucznia "Jakie właściwości fizyczne minerałów znasz", jednym z pierwszych, który przychodzi Ci do głowy, jest blask. Charakterystyka zależy od stopnia załamania. Jest to parametr, którego obliczenie opiera się na różnicy parametrów prędkości strumienia świetlnego, gdy kryształ przechodzi z powietrza do ośrodka. Jeśli parametr zmienia się w zakresie 1,3-1,9, materiał będzie świecił jak szkło. Dobrym przykładem jest poręczyciel, kwarc.

Diamentowy połysk charakteryzuje się ilościowym wskaźnikiem 1,3-1,9. Sam diament, jak rutylu, kalcyt i kilka innych skał, ma tę cechę. Gdy charakterystyczne załamanie w zakresie 2,6-3,0 mówi o polimetalicznym połysku. Najjaśniejszymi przedstawicielami takiej grupy naturalnych substancji są hematyt, cuprit. Wreszcie, trzy lub więcej jest parametrem, który mówi o metalicznym połysku. Jest charakterystyczny dla pirytu, molibdenitu i wielu innych minerałów.

Rozszczepienie

Ta fizyczna właściwość minerałów jest jedną z podstawowych. Odzwierciedla to stopień, w jakim struktura krystaliczna charakteryzuje się podziałami w różnych kierunkach. Jest to spowodowane strukturą sieci. Na przykład, jeśli weźmiemy pod uwagę kalcyt, to jego kryształy odszczepiające zawsze dają romboedry podczas rozkładania, nie ma znaczenia, z czym początkowo musieli pracować. Kostka fluorytowa da rozpraszanie ośmiościanów. Poziom perfekcji jest zazwyczaj klasyfikowany według specjalnej skali.

Największy wskaźnik (bardzo doskonały) to fizyczna właściwość minerału, która odzwierciedla łatwość rozdzielania oryginalnej próbki na arkusze o małej grubości. W naturze są to mika, chloryt. Doskonały - takie rozcięcie, które przy silnym uderzeniu odsłania cięcia na rozcięciu, ale problematyczne jest łamanie materiału źródłowego w innych kierunkach. Są to fluoryt, kalcyt.

Co jeszcze tam jest?

Opis fizycznych właściwości minerałów odłupujących może zawierać charakterystyczny "średni poziom". Jest to typowe, na przykład, piroksen. Podczas pracy z próbką we wszystkich kierunkach można uzyskać załamanie. W badaniu gruzu, niektóre samoloty będą gładkie, mają tendencję do błyszczenia. To jest płaszczyzna cięcia. Wszystkie pozostałe krawędzie - nierówne, zepsute.

Analizując fizyczne i chemiczne właściwości minerałów, można zauważyć, że niektóre materiały mają ziarnistą strukturę, a poszczególne elementy są dość zróżnicowane pod względem wielkości i kształtu, dzięki czemu powierzchnia jest nieregularna. Wyjątkiem są fasety kryształów. Substancje takie charakteryzują się niedoskonałym rozszczepieniem lub wskaźnik jest zasadniczo nieobecny.

O pęknięciach

Krótko mówiąc, fizyczna właściwość minerałów, określana terminem "pęknięcia pęknięć", jest z natury przeciwieństwem cięcia. Podczas badania okazu można zauważyć gruboziarnistą, często umiejscowioną w mineralnym wydłużeniu pęknięcia. Zwykle są bliskie płaskości, ale nie są wystarczająco doskonałe, by można je było tak opisać.

Skręt

Opisując w skrócie fizyczne właściwości minerałów, ta funkcja jest również koniecznie wspomniana. Jeśli minerał charakteryzuje odszczepienie niedoskonałego poziomu, to właśnie ze względu na pęknięcie można szczegółowo zbadać próbkę. W niektórych rasach przypomina muszelki. Jest to typowe dla kwarcu, pirochloru. Inne pokazują jak drzazgi. Jest to bardziej typowe dla bryłek. Bornit, piryt opisywany jest drobnymi załamaniami. Istnieją pewne minerały, które mają tę cechę, którą można przypisać do grupy nierównych skał.

Twardość

Alternatywną nazwą tej jakości jest zdolność materiału do wytrzymania agresywnych czynników zewnętrznych, które wpływają mechanicznie na strukturę. Aby zrozumieć, jak twardy jest minerał, musisz go zarysować innym wzorem. Cechy charakterystyczne w formie ilościowej podlegają skali Mohsa. Jego istotą jest dziesięć poziomów, z których każdy jest w stanie porysować poprzednią próbkę. Odniesienie zostało wybrane (rosnące, od pierwszego do dziesiątego poziomu): talk, gips, kalcyt, fluoryt, apatyt, ortoklaz, kwarc, topaz, korund, diament.

Jako zestaw narzędzi do określania właściwości materiału, często stosuje się miedziane igły stalowe. Pierwszy zadrapuje powierzchnię do poziomu 3,5, drugi - do szóstego. Podobny parametr (do sześciu) daje nóż, nieco mniej (do pięciu) - szkło. Podczas badania miękkiej próbki można spróbować na twardości za pomocą własnego paznokcia. Ludzka płytka paznokcia ma ocenę 2,5 w skali Mohsa. Analizując fizyczne właściwości ametystowego minerału, twardość będzie musiała być oszacowana na siedem jednostek.

Czym jesteś?

Badanie cech danej próbki implikuje ocenę jej kruchości. Ten parametr dla wyżej wspomnianego ametystu jest raczej wysoki - minerał jest kruchy. Oznacza to, że po wystawieniu na działanie igły lub noża skała łatwo się kruszy. Czasami, gdy nóż jest trzymany na mineralnej próbce, pozostaje gładki ślad, który różni się od innych powierzchni połyskiem. Wskazuje to na plastyczne odkształcenie konstrukcji.

Kolejną interesującą cechą jest plastyczność. Jeśli próbka zostanie uderzona ciężkim młotkiem, zmieni się w płytkę o małej grubości. Przeciwną cechą jest elastyczność, czyli możliwość przywrócenia pierwotnego kształtu, gdy znika obciążenie zewnętrzne. Klasyczni przedstawiciele minerałów o wysokiej elastyczności to azbest, mika.

Na co jeszcze zwrócić uwagę?

Istnieje kilka ważnych cech i istnieje zależność od pochodzenia: fizyczne właściwości minerałów niemetalicznych, rudy, często różnią się dość mocno w ich wydajności. Z tego powodu wiele osób woli rozpocząć badanie określonej próbki, określając naturę materiału.

W liczbach

Nie zaniedbuj oceny ciężaru właściwego. Najdokładniejsze wskaźniki można uzyskać dzięki wysoce wydajnemu wyposażeniu laboratoryjnemu przy minimalnej niepewności. Stosuje się różne techniki. Jeżeli przybliżona ocena jest wystarczająca, możliwe jest porównanie określonego minerału z podobnym powszechnym składnikiem naturalnym, którego ciężar właściwy jest oceniany przez fizyków referencyjnych.

Ciężar właściwy to cecha, która umożliwia klasyfikację konkretnej próbki w jednej z trzech kategorii. Istnieje wskaźnik mniejszy niż trzy, jest to lekki minerał, jeśli wartość zmienia się w zakresie od trzech do pięciu, ciężar właściwy jest określany jako średni. Więcej parametrów to ciężkie próbki. Do płuc należy kwarc, przedstawiciel ośrodka - korund, z ciężkiego warto wymienić złoto.

Kiedy i ciągnie

Analiza próbki mineralnej obejmuje badanie jej właściwości magnetycznych. Wiadomo, że niektóre z nich są naturalnie silnymi ferromagnetykami zdolnymi do przyciągania małych elementów wykonanych z żelaza. Podczas eksperymentów częściej używaj szpilek, trocin. Optymalnym materiałem do produkcji tych przedmiotów jest żelazo o wysokim procencie niklu, magnetytu.

Wyróżnia się minerały paramagnetyczne, które można przyciągnąć, jeśli dysponujesz elektrycznym magnesem lub pirotynem. Ta druga kategoria to diamagnetyki, czyli substancje, które będą odpychać za pomocą magnesu. W naturze najbardziej charakterystycznym przedstawicielem jest bizmut w postaci samorodka.

Jak rozpoznać?

Aby ocenić właściwości magnetyczne próbki do badań, należy zorganizować odpowiedni sprzęt laboratoryjny. To jest całkiem proste. Wykonuje się igłę magnetyczną, minerał zbliża się do końca i monitoruje reakcję obracającego się obiektu.

Jak można było odkryć w trakcie licznych eksperymentów, minerały o silnych właściwościach magnetycznych są raczej wąską listą nazw. Często jest to magnetyzm, który jest zorientowany w określaniu natury konkretnej próbki, jednocześnie zaniedbując inne cechy. Dotyczy to na przykład magnetytu.

Nadchodzi promieniowanie!

Jedną z cech minerałów jest radioaktywność. Dowiedziawszy się o tym, człowiek na ulicy może być przerażony, ale naukowcy od dawna zorientowali się, że ta jakość jest nieodłączna w minerałach obecnych na naszej planecie, w tym w torach i uranach. To prawda, że ​​moc promieniowania cząstek wszystkich kategorii jest zwykle względnie mała. Jeśli zwrócisz uwagę na doświadczenie wydobywania skał radioaktywnych, możesz dowiedzieć się, że w większości przypadków złoża charakteryzowały się czerwoną lub brązową obwódką. Często mineralne ziarna promieniotwórcze występują w grubości spar i kwarcu. Łatwo je rozpoznać - małe pęknięcia promieniowo promieniowo w różnych kierunkach. Analizując próbki, można użyć specjalnego papieru fotograficznego. Promieniowanie naturalne jest na tyle silne, że pozostawia na nim ślad.

Dowiedz się na pierwszym spotkaniu

Złapani w terenie geolodzy często stają przed wyzwaniem szybkiego zidentyfikowania konkretnego minerału. Jednym z dość prostych sposobów identyfikacji charakterystycznych cech fizycznych jest sprawdzenie interakcji z wodą. Chlorki na przykład szybko się rozpuszczają. Jeśli woda nie ma namacalnego wpływu na próbkę, może być pod wpływem alkaliów, kwasu.

Wykrywanie obecności oddzielnego pierwiastka w skale jest możliwe za pomocą prywatnej reakcji chemicznej. Na przykład, chlorowodór pozwala szybko zidentyfikować węglany, fosforany amonu. Wiele minerałów zmienia kolor płomienia.

Na co jeszcze zwrócić uwagę?

Takie minerały są znane, że po rozbiciu stają się źródłem charakterystycznego zapachu. Najprostszym sposobem rozpoznania tego jest arsen, który pachnie jak czosnek. Nie trudniejsze do zidentyfikowania i arsenopiryt. Istnieją pewne rodzaje minerałów, których charakterystyczną właściwością fizyczną jest powierzchnia określona przez dotyk. Więc możesz zidentyfikować talk - jest gruby. Wiele związków identyfikuje się pod względem smaku. Dobrym przykładem jest sól kuchenna. Podobnie można określić inne próbki soli mineralnych.