Свойства минералов.
Структура. Минералы обладают кристаллической структурой или бывают аморфными. Большинство минералов имеет кристаллическое строение, в котором атомы расположены в строго определенном порядке, создавая пространственную решетку. Благодаря этому многие минералы внешне имеют вид правильных многогранников (кристаллов). Примером может служить кварц.
Со строением и характером пространственной решетки связаны свойства кристаллических тел. Прежде всею минералы обладают однородностью строения, состава и свойств, так как в каждой своей части, вплоть до размеров элементарной ячейки, они обладают одинаковым кристаллическим строением и химическим составом. Свойства минералов могут быть одинаковыми по всем направлениям (изотропные свойства) или разными по различным направлениям (анизотропные свойства).
Аморфные минералы не имеют кристаллической структуры, по своим свойствам изотропны и для них характерна неправильная внешняя форма
Химический состав. Каждый минерал характеризуется определенным химическим составом. В отдельных случаях можно встретить минералы сходного химического состава, но в этом случае они обязательно имеют различное внутреннее строение, а следовательно, и различную внешнюю форму.
Химический состав кристаллических минералов выражается кристаллохимической формулой, которая одновременно показывает количественные соотношения элементов и характер их взаимной связи в пространственной решетке. Примерами таких формул минералов являются: каолинит – Al4[Si4О10](OH)8, авгит – (Ca,Na)(Mg, Fe, Al)[(Si, Аl)О6]. Химическая формула аморфных минералов отражает только количественное соотношение элементов.
В составе многих минералов экзогенного происхождения содержится вода. Молекулярная вода не участвует в строении пространственной решетки и ее удаление лишь обезвоживает минерал. Например, после нагревания гипса CaSO4×2H2O остается CaSO4, называемый ангидритом. Химически связанная вода в виде (ОН) входит в пространовеннуюрешетку, например глинистых минералов, и ее удаление одит к разрушению минерала.
Физические свойства. Каждый минерал имеет определенные физические свойства. Главнейшими из них являются: внешняя форма, оптические характеристики (цвет, прозрачность, блеск), показатели твердости, спайность, излом, плотность.
Внешняя форма минералов разнообразна. В природных условиях они чаще всего приобретают неправильные очертания. Хорошо ограниченные кристаллы встречаются сравнительно редко. Для многих минералов характерны также формы землистого облика, агрегатных скоплений и др.
Рис. 1.1. Наиболее распространенные формы кристаллов:
1, 2, 3 – кубическая сингония; 4, 5, 6 – тетрагональная сингония; 7, 8, 9 – гексагональная сингония; 10,11и 12 – тригональная сингония; 13 и 14 – ромбическая сингония; 15, 16 – моноклинная сингония; 17 и 18 — триклинная сингония.
Цвет для очень многих минералов строго постоянен. Их условно разделяют на светлые (кварц, полевые шпаты, гипс, кальцит и др.) и темные (роговая обманка, авгит и др.).
Прозрачность – способность минералов пропускать свет. Выделяют три группы минералов: прозрачные (кварц, галит, мусковит и др.), полупрозрачные (гипс, халцедон, опал, изумруд и др.) и непрозрачные (пирит, графит, магнетит и др.).
Блеск – способность поверхности минералов отражать в различной степени свет. Блеск может быть металлическим и неметаллическим, который в свою очередь может быть стеклянным (силикаты), жирным (тальк, сера) перламутровым (кальцит) шелковистым ( асбест) и др.
Твердость – способность минералов противостоять внешним механическим воздействиям. Каждому минералу присуща определенная твердость, которая ориентировочно оценивается по 10-балльной шкале твердости Мооса (таблица 1).
Таблица 1.1
Твердость минералов
Эталонные минералы | Твердость по шкале Мооса | Число истин- ной твердости, МПа | Визуальные признаки твердости | Твердость по группам минералов |
Тальк | Чертится ногтем | Мягкие | ||
Гипс | Тоже | Тоже | ||
Кальцит | Чертится ногтем | Средней твердости | ||
Флюорит | То же | Тоже | ||
Апатит | » » | » » | ||
Ортоклаз | Царапает стекло | Твердые | ||
Кварц | То же | То же | ||
Топаз | 14 270 | Режет стекло | Очень твердые | |
Корунд | 20 600 | Тоже | То же | |
Алмаз | 100 600 | » » | » » |
Спайность – способность минералов раскалываться или расщепляться по определенным направлениям с образованием плоскостей раскола. Это свойство обусловлено внутренним строением кристаллов и не зависит от их внешней формы.
Излом характеризует поверхность разрыва и раскалывания минералов не по плоскостям, а по случайным направлениям. Различают излом по раковистый (горный хрусталь, магнезит), занозистый (волокнистый гипс, роговая обманка, хлорит), крючковатый (самородное золото, серебро), зернистым (ангидрит, аппатит), землистый (каолинит, лимонит и др.).
Плотность минералов различна и колеблется в пределах от 0,6 до 19 г/см3. Найболее распространенные значения находятся в пределах от 2,5 до 3,5 г/см3.
1. минералы легкие, с плотностью до 2,5 г/см 3 (гипс, галит, сера и др.);
2. средние, с плотностью от 2,5 г/см 3 до 3,5 г/см 3 (кварц, полевые шпаты, кальцит и др.);
3. тяжелые, с плотностью более 3,5 г/см 3 (рудные минералы и др.).
Для некоторых минералов характерны такие физические свойства, как магнитность (магнетит, пирротин), радиоактивность, вкус, запах, растворимость в кислотах, люминисценция и т.д.
Радиоактивность минералов. Различные радиоактивные химические элементы (238U, 232Th, Ra и др.) содержат 97 природных минералов. В минералах техногенных материалов могут присутствовать также искусственно созданные радиоактивные химические элементы – технеций, прометий, нептуний и др. Минералы и материалы с содержанием радиоактивных элементов дают излучение, интенсивность которого зависит от типа и количества этих элементов.
Радиоактивные минералы наиболее часто присутствуют в гранитах и глинах, которые могут иметь довольно высокую «фоновую» радио активность, в то время как известняки и кварцевый песок обычно имеют низкую радиоактивность.
Дата добавления: 2015-08-11; просмотров: 1583;