OSNOVI MINERALOGIJE (H-120-B) šk. 2017/2018 OAS, izborni, 4 ESPB,

Transcription

1 OSNOVI MINERALOGIJE (H-120-B) šk. 2017/2018 OAS, izborni, 4 ESPB, Predavanje: 3 Predmetni nastavnik: Doc. dr Nenad S. Krstić Niš, 2017

2 FIZIČKE OSOBINE MINERALA Za bliže definisanje mineralnih vrsta potrebno je poznavanje njihovih fizičkih osobina. Na primer, tvrdoća nekog minerala ili kristala, posebno određuje oblast primene istog. Velika tvrdoća -omogućava njegovu primenu u industriji/tehnici 2

3 Piezoelektricitet kvarca - određuje njegovu primenu u elektronici Pojava stvaranja električnog napona na površini nekog kristala koji je elastično deformisan nekom spoljašnjom silom. Polarizacija kristala je najveća kada je sila usmerena u pravcu piezoelektrične ose kristala. Source: Promenom smera deformacije dolazi do obrnute polarizacije. Optičke osobine minerala-su važne za njihovu primenu u elektronici, telekomunikacijama, tehnologijama svemirskih istraživanja, u vojnoj industriji 3

4 BOJA MINERALA je prva osobina koja se zapaža na mineralu. određena je onim delom spektra, koji nije apsorbovan. kada svetlost dospe na mineral: deo svetlosti biva apsorbovan, deo propusten, a deo reflektovan. Za neke minerale boja je osnovna dijagnostička karakteristika. Boja minerala zavisi od talasnih dužina koje mmineral ne apsorbuje. 1) Ako minneral apsorbuje sve talasne dužine onda je crne boje. 2) Ako mineral apsorbuje zrake samo nekih talasnih dužina onda ga vidimo u boji one talasne dužine koju ne upija : koju propušta ili reflektuje. Tako su različiti minerali različito obojeni 3) Ako mineral propušta sve talasne dužine onda je on bezbojan.

5 Minerali providni delimično providni neprovidni Mineral je crvene boje jer apsorbuje sve talasne dužine sem talasne dužine crvenog dela spektra. Mineral je beo kada reflektuje ili propušta sve talasne dužine vidljivog dela spektra podjednako. Minerali su crni kada apsorbuju sve talasne dužine.

6 1) Idiohromatska boja izvorna izvorna boja minerala, koja je posledica njegovog (hemijskog) sastava i strukture. Određena je prisustvom jednog ili više jona (hromofora) u kristalnoj rešetci. To su najčešće prelazni elementi (Cr, Cu, Mn, Fe..) Eritrit Co 3 (AsO 4 ) 2 8(H 2 O) Rodohrozit MnCO Azurit Cu 3 (CO 3 ) 2 (OH) 3 2 6

7 2) Alohromatska boja izmenjena zbog primesa boja minerala koja potiče od sitnih mehaničkih primesa ili inkluzija (primer: kvarc) Hemijska formula je SiO 2. Ametistova boja dolazi od nečistoća gvožđa. Dalje je pokazano da je kompleksan odnos gvožđa i aluminijuma odgovoran za boju. Kada je zagrejan ametist menja boju u žutu. Sintetički (veštački dobijen) ametist je veoma sličan pravom. Jedino je skupom analizom moguće otkriti razliku veštačkog i prirodnog ametista. Idiohromatska boja kvarca Bezbojan gorski kristal Alohromatska boja kvarca Ametist (Fe, Al primese) 7

8 3) Pseudohromatska boja rezultat promena pri raspadanjuili lažna boja, a zadobijaju je minerali koji su delimično zahvaćeni procesima raspadanja. Može biti posledica fizičkih i optičkih efekata koji se baziraju na disperziji, interferenciji, difrakciji i postoje efekti asterizam i irizacija. Labradorite ((Ca, Na)(Al, Si) 4 O 8 ), a feldspar mineral 8

9 OGREB iako su alohromatski različito obojeni boja praha se ne menja. često se naziva i bojom praha, jer je pokazuje mineral kada ga mehanički zdrobimo (sprašimo). Ogreb se ispituje kada se mineral zagrebe nožem ili ako se mineralom para po hrapavoj porcelanskoj pločici (hematit). Boja ogreba je često istovetna sa bojom minerala. Mineral Cinabarit HgS Malahit Cu 2 CO 3 (OH) 2 Azurit Cu 3 (CO 3 ) 2 (OH) 2 Boja Crven Zelen Plav Ogreb Crven zelen Plav 9

10 Primer. Različite boje prirodnog hematita mrk HEMATIT Fe 2 O 3 crven Crveni ogreb siv Pirit FeS 2 Boja: zlatna Ogreb: crn Rodohrozit MnCO 3 Boja: roze Ogreb: beo 10

11 SJAJNOST sposobnost mineral da različitim intenzitetom odbija svetlost Tipovi sjajnosti: SJAJNOST Dijamantska Staklasta Masna Sedefasta Svilasta Metalična OSOBINE MINERALA Providni, velikog indeksa prelamanja Providni, delimično providni, mali indeks prelamanja svetlosti Javljaju se na nepravilnim prelomima Minerali u listovima, uglavnom Vlaknasti minerali Neprovidni, metalični minerali (pirit, galenit)

12 PRIMERI KRISTALA RAZLIČITOG HABITUSA, TJ. OBLIKA I VELIČINE 12

13 CEPLJIVOST deljenje minerala po određenim ravnima cepljivosti pod dejstvom mehaničkog udara Zavisi od uređenja atoma u kristalu i kod nekih minerala je izrazita, i oni se mogu teoretski cepati do osnovne kristalne rešetke. Skala cepljivosti: Vrlo savršena Savršena Jasna Izražena Bez cepljivosti 13

14 Cepljivost prema nekim kristalografskim ravnima vodi do kocke oktaedra prizme romboedra

15 PRELOM MINERALA Minerali ponekad pokazuju još jednu deljivost, koja se ne odvija po ravnim površinama. Ova osobina je posebno izražena kod minerala koji pokazuju slabu cepljivost ili kod kojih ona potpuno izostaje On može biti; ravan, neravan, školjkast, iverast, zemljast itd. 15

16 TVRDOĆA otpornost minerala prema paranju; zavisi od veze između strukturnih jedinica Minerali veće tvrdoće mogu parati druge minerale MOSOVA SKALA definisana skala (prema iskustvu), minerala prema rastućoj tvrdoći 16

17 10 najtvrđi 1 najmekši 17

18 Osobine 10 minerala standarda tvrdoće 1. TALK Paranje noktom Mg 3 (Si 4 O 10 )(OH) 2 Bele boje, sedefasti sjaj, masan opip 2. GIPS CaSO 4 2H 2 O - 3. KALCIT Paranje nožem CaCO 3 56% CaO, 44% CO 2, primese, Mn 4. FLUORIT CaF 2-5. APATIT Ca 3 (PO 4 ) 2 Ca 3 (PO 4 ) 3 F 18

19 Osobine 10 minerala standarda tvrdoće 6. ORTOKLA S 16% K 2 O, 18.4% Al 2 O 3, 64.7% 6SiO 2 Paraju K(AlSi 3 O 8 ) 7. KVARC staklo SiO 2-8. TOPAZ 9. KORUND Seku staklo Al 2 O DIJAMANT C 48-62% Al 2 O 3, 28-39% Al 2 SiO 4 (OH,F) 2 SiO 2, 10-20% F, 2.4% H 2 O 19

20 ELASTIČNOST sposobnost minerala da se po prestanku delovanja neke sile vrati u prvobitno stanje Liskun Elastični Liskuni Neelastični Hlorit, talk Krti pucaju pod dejstvom sile, primer kvarc Talk kvarc Elastičnost se ispoljava kao promena oblika do izvesne granice koju zovemo granicom elastičnosti, posle čega nastupa kidanje minerala. Neki minerali su jako elastični (liskuni), neki su neelastični (hlorit, talk), dok su neki krti (kvarc) 20

21 SPECIFIČNA TEŽINA zavisi od hemijskog sastava i kristalne strukture minerala (odnos težine prema težini vode iste zapremine). Značajna osobina za identifikaciju minerala Poređenje tri minerala iste težine ali različite specifične težine; zbog različitog pakovanja atoma u kristalu kvarc i galenit su mnogo manji

22 GUSTINA zavisi od materije koja čini mineral Petrogeni minerali g/cm 3 Metalični minerali veće gustine Ova osobina dolazi do izražaja pri separaciji mineralnih sirovina, odnosno razdvajanja korisnih minerala rude od jalovine. MAGNETIČNOST dolazi do izražaja pri separaciji ruda, u tzv. elektromagnetnoj separaciji PARAMAGNETNI (magnetit i pirhotin, minerali gvožđa, najstariji kompasi su izgrađeni od njih) DIJAMAGNETNI 22

23

24 Optičke osobine minerala, kristala Služe za brzo i jednostavno određivanje hemijskog sastava. Kristalna optika: proučava promene na mineralima koje nastaju kada kroz njih prođe svetlost-optičke osobine. U hemijskoj i farmaceutskoj industriji često se može polazeći od optičkih osobina kontrolisati čistoća nekih hemijskih proizvoda i lekova. Indeks prelamanja svetlosti isti u svim pravcima IZOTROPNI (samo kristali iz teseralnog sistema). Dvojno prelamanje svetlosti islandski kalcit* (1 redovni zrak i 1 neredovni). *koristi se za proizvodnju Nikolovih prizmi za optičke uređaje 24

25 FIZIOLOŠKE OSOBINE MINERALA Lako rastvorni: Halit slanog ukusa Silvin gorkog ukusa Primeri minerala koji trenjem oslobađaju miris: Realgar i auropigment na beli luk. Neki minerali glina na amonijak. Opip: Mastan-talk, azbest Hladan-minerali velike toplotne provodljivosti 25

26 Mikroskopsko ispitivanje posmatranjem tankih folija stena i minerala. Minerološki polarizacioni mikroskop meri: Uglove i ravni Debljinu ravni Indeks prelamanja Uglove između osa Ravan polarizacije Znak optičke aktivnosti

27 27

28 Radioaktivnost posledica sadržaja radioaktivnih elemenata Određivanje starosti minerala na osnovu tragova radioaktivnih elemenata. Radioaktivni minerali se ne koriste u građevinarstvu. 28

29 3. Fizičke osobine minerala 1. Boja minerala 2. Tvrdoća minerala, skala tvrdoće 3. Sjajnost i ogreb minerala 4. Optičke osobine minerala 5. Fiziološke osobine minerala 29