Механические свойства. Физические свойства минералов

Физические свойства минералов

Минералы отличаются друг от друга по многим внешним признакам: цвету, блеску, твердости, форме и другим свойствам. Все физические свойства минералов находятся в прямой зависимости от их химического состава и кристаллической структуры, поэтому каждый минерал характеризуется своим набором физических свойств, позволяющим диагностировать (определять) минералы.

Оптические свойства

Прозрачность – свойство минерала пропускать свет. В зависимости от степени прозрачности минералы подразделяются: прозрачные (горный хрусталь, топаз, исландский шпат), полупрозрачные (флюорит, сильвин) и непрозрачные (пирит, магнетит).

Цвет. Минералы по цвету подразделяются на три группы идиохроматическую, аллохроматическую и псевдохроматическую.

Идиохроматическая (от греческих «идиос» – свой, собственный и «хромос» – цвет) окраска обусловлена внутренними свойствами минерала – особенностями строения кристаллической решетки. Для некоторых минералов цвет является важнейшим диагностическим признаком. Например: пирит – латунно желтый, магнетит – черный, малахит – зеленый, родонит – красный, азурит – синий.

Аллохроматическая (от греч. «аллос» - посторонний) окраска связана с присутствием в минералах либо элементов-хромофоров (красителей), либо тонкорассеянных механических примесей. Например, очень сильным красителем является хром. Даже незначительная примесь Сг₂О₃ (0,1 %) окрашивает бесцветный минерал корунд в густой ярко красный цвет, прозрачная разновидность которого называется рубином.

Псевдохроматическая окраска (от греческого «псевдос» – ложный) связана с различными оптическими эффектами: интерференцией, дифракцией, преломлением (бриллиант).

Цвет черты. Это цвет тонкого порошка минерала, который легко получить, если провести испытуемым минералом черту на матовой (неглазурованной) поверхности фарфоровой пластинки, называемой бисквитом. Цвет черты является более надежным признаком по сравнению с окраской минералов.

Блеск – это способность минералов отражать от своей поверхности световой поток. Установлено, что блеск зависит от показателя преломления минерала, т.е. величины, характеризующей разницу в скорости света при переходе его из воздушной среды в кристаллическую среду.

Спайностью называется свойство минералов раскалываться или расщепляться по определенным направлениям, обусловленным строением их кристаллических решеток, образуя при этом ровные площадки – плоскости спайности. Это свойство минералов связано исключительно с их внутренним строением и не зависит от внешней формы кристаллов.

Плоскость спайности отличается от естественной грани кристалла тем, что естественную грань можно отбить, и она больше не повторится, а плоскости спайности можно получать многократно. На естественных гранях кристаллов часто наблюдается штриховка или следы растворения, плоскости спайности более гладкие и совершенные.

Изломом называют характер поверхности раскола.

Под твердостью минерала подразумевается его степень сопротивления внешним механическим воздействиям. В минералогической практике применяется наиболее простой способ определения твердости – царапанье одного минерала другим, т.е. устанавливается относительная твердость минерала.

Для оценки относительной твердости немецким минералогом Ф.
Моосом была предложена шкала, состоящая из десяти минералов. Каждый
последующий минерал этой шкалы царапает предыдущий, черта, полученная при этом, не стирается и остается в виде царапины. Более мягкие минералы оставляют на твердых минералах черту в виде порошка, которая легко стирается. Твердость минералов-эталонов в шкале условно обозначена целыми числами, несоответствующими их действительной твердости. Шкала Мооса представлена следующими минералами:

Таблица 1

Шкала Мооса

	Тальк Мg3[Si4О10](ОН)2		Ортоклаз К[А1Si3O8]
	Гипс СаSО4 *2H2O		Кварц SiO2
	Кальцит СаСО3		Топаз Аl2[SiO4 ](F,OH)2
	Флюорит СаF2		Корунд А12О3
	Апатит Са5[РО4]3(F,С1, OH)		Алмаз С

Под хрупкостью понимают свойство минерала крошиться при проведении по нему ножом черты.

Прочие свойства

Удельный вес. Все минералы по удельному весу можно разделить на три группы:

– легкие, с удельным весом меньше 3 (галит, гипс, кварц и др.);

– средние, с удельным весом порядка 3–5 (апатит, корунд, пирит и др.);

– тяжелые, с удельным весом больше 5 (магнетит, золото и др.).

Специфические свойства. Некоторые минералы обладают особыми, характерными только для них свойствами.

Магнитность. Реакция с соляной кислотой. Двойное лучепреломление.

Физиологические свойства. Вкус, запах, степень шероховатости.

Классификация минералов

В России наиболее распространена классификация минералов на типы и классы по химическому составу. Более мелкие таксоны внутри классов (подклассы, отделы, группы и др.) выделяются по типу структуры и в соответствии со степенью усложнения состава. По этой классификации выделяется большое количество классов, из которых в данном курсе будут рассмотрены следующие:

Самородные – элементы в свободном состоянии.

Сульфиды – соли сероводородной кислоты Н₂S.

Галогениды – соли соляной кислоты НСl (хлориды) и соли плавиковой кислоты НF (фториды).

Оксиды и гидроокислы – соединения металлов и неметаллов с кислородом и водой.

Карбонаты – соли угольной кислоты Н₂СО₃.

Сульфаты – соли серной кислоты Н₂SО₄.

Фосфаты – соли ортофосфорной кислоты Н₃РО₄.

Силикаты – соединения, содержащие SiO₂ (основа кристаллической решетки – скелет из кремнекислородных тетраэдров [SiO₄]⁴).

Дата добавления: 2014-10-31