В. Плотность минералов

Плотность (ρ) – одна из главнейших констант минералов. Определяется, как отношение массы минерального зерна на единицу его объёма, измеряется в г/см³. Значение плотности минеральных видов колеблется в широких пределах: от значений, меньших единицы (озокерит, лёд), до 23, 0 г/см³ (минералы группы осьмистого ирридия).

При макроскопическом определении минералов их плотность оценивается приблизительным сравнением в руке, на основании чего можно отнести минералы к группе низкой (ρ=1,0 – 3,0 г/см³, например: янтарь, кварц), средней (ρ=3,0 - 7,0 г/см³, например: пирит, барит) или высокой (ρ=7,0 – 10,0 г/см³, например: галенит, миметезит) плотности. Кроме этих групп существуют минералы с очень высокой плотностью (ρ= > 10 г/см³, например: сперрилит, уранинит) и минералы с очень низкой плотностью (ρ= < 1,0 г/см³, например: озокерит, лёд).

Как показывают подсчёты, в минеральном мире преобладают минералы с низкой плотностью.

Плотность зависит от химического состава и структуры минерала, причём особенно важную роль играет атомный вес элементов, входящих в в состав минерала, а также их валентность и размер ионных радиусов.

Полиморфные разности вещества, имеющие различную кристаллическую структуру, имеют различную плотность. Например: гексагональная полиморфная модификация углерода – графит имеет плотность 2,2 г/см³, а кубическая – алмаз имеет плотность 3,5 г/см³.

В соответствии с колебаниями химического состава один и тот же минерал может иметь различную плотность. Например, безжелезистая разновидность сфалерита (клейофан) имеет плотность 3,5 г/см³, а железистая (марматит) – 4,2 г/см³. Однако не всегда эти колебания значения плотности минерала могут быть вызваны изменением химического состава. Следует учитывать проявления неоднородности, пористости и трещиноватости исследуемого материала.

Атомный вес особенно влияет на плотность. Так, минералы бария и свинца (витерит, церуссит) имеют значительную плотность соответствующих минералов кальция (кальцит).

Валентность атомов и ионов, входящих в состав минерала, имеет важное значение для плотности: увеличение валентности аниона и уменьшение валентности катиона приводят к повышению отношения числа катионов к числу анионов в минерале и, следовательно, к повышению процента заполнения катионами пустот. Это приводит к увеличению значение плотности минерала.

Для определения плотности минералов существуют многочисленные методы и приспособления. Наибольшим распространением пользуются пикнометрический метод и метод тяжёлых жидкостей.