О кристаллографических свойствах минералов

Твердые минералы преимущественно вещества кристаллические (около 98%), имеющие более или менее хорошо выраженную форму многогранников либо встречающиеся в виде неправильных по форме зерен или сплошных масс. Реже (около 2%) встречаются аморфные минералы. Основным признаком кристаллических веществ является строго упорядоченная группировка слагающих их атомов, ионов и молекул, которые занимают определенные места в пространстве, образуя кристаллические решетки (рис. 1).

Рис. 1. Кристаллические решетки:

а – алмаз; б – графит; в – галит; г – медь;

д – элементарная ячейка СО₂

Существует несколько типов кристаллических решеток:

– атомарная – в узлах кристаллической решетки находятся атомы; например, алмаз, сера, графит (а, б);

– ионная – в узлах решетки расположены ионы; например, галит, пирит, сфалерит (в);

– металлическая – в узлах пространственной решетки располагаются положительно заряженные ионы, а в промежутках между ними находятся электроны в свободном состоянии; например, медь, цинк, железо (г);

– молекулярная – в узлах решетки находятся молекулы; например, сахар, аспирин, сухой лед (д).

Для аморфных минералов характерно беспорядочное, хаотическое расположение мельчайших частиц внутри. Различия во внутреннем строении кристаллических и аморфных тел обусловливают различие их свойств.

Кристаллические тела обладают следующими свойствами:

– способность сомоограняться, то есть образовывать кристаллы определенной формы, характерной и постоянной для данного минерала, например, галит и пирит имеют форму куба, кальцит – ромбоэдра, дитригонального скаленоэдра и т.д.;

– анизотропность (неравносвойственность) проявляется в том, что в зависимости от направления в кристалле меняются свойства: механические, оптические, термические, электрические, химические и др.;

– однородность(гомогенность) кристаллического вещества проявляется в том, что любой обломок (осколок) кристалла имеет тот же химический состав, такое же внутреннее строение, что и целый кристалл, и, следовательно, обладает такими же свойствами, что и исходный кристалл.

Итак, кристалл– это твердое однородное анизотропное тело, ограниченное плоскими гранями, возникшими в силу свойств самого тела. Вещества аморфные такими свойствами не обладают.

Задания для самостоятельной работы

1. Взять стеклянную пластинку (вещество аморфное) и кристалл кварца. Покрыть поверхность стекла и одну из граней кварца тонким слоем парафина. Прикоснуться к поверхностям, покрытым парафином, концом металлического стержня, нагретым над спиртовкой. Зарисовать «фигуры вытаивания» парафина. Описать и объяснить результаты испытания.

2. Взять кристалл дистена (Аl₂SiO₅) и подвергнуть его испытанию на сопротивление царапанию острием стального ножа вдоль кристалла и поперек. Описать и объяснить результаты испытания.

3. Взять образец минерала (слюда, тальк или молибденит) и провести испытание на разрыв и разламывание по разным направлениям. Описать и объяснить результаты испытания.