osnovi mineralogije (h-120-b)nasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/2691/pred_3.pdf•indeks prelamanja...
TRANSCRIPT
OSNOVI MINERALOGIJE (H-120-B)šk. 2017/2018
OAS, izborni, 4 ESPB, 2+1+0+0
Predmetni nastavnik: Doc. dr Nenad S. Krstić
Niš, 2017
Predavanje: 3
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
FIZIČKE OSOBINE MINERALA
2
•Piezoelektricitet kvarca - određuje njegovu primenu u elektronici
3
•Optičke osobine minerala-su važne za njihovu primenu u
elektronici, telekomunikacijama, tehnologijama svemirskih
istraživanja, u vojnoj industriji
• 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.
• Promenom smera deformacije dolazi do obrnute polarizacije.
Source: www.wikipedia.org
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.
providni
Minerali 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.
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..)
6
Eritrit Co3(AsO4)2×8(H2O) Azurit Cu3(CO3)2(OH)2Rodohrozit MnCO3
2) Alohromatska boja
❖ izmenjena zbog primesa boja minerala koja potiče od sitnih
mehaničkih primesa ili inkluzija (primer: kvarc)
❖ Hemijska formula je SiO2.
❖ 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.
7Idiohromatska boja kvarca
Bezbojan – gorski kristal
Alohromatska boja kvarca
Ametist (Fe, Al primese)
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.
8Labradorite ((Ca, Na)(Al, Si)4O8), a feldspar mineral
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.
9
Mineral Cinabarit
HgS
Malahit
Cu2CO3(OH)2
AzuritCu3(CO3)2(OH)2
Boja Crven Zelen Plav
Ogreb Crven zelen Plav
Primer. Različite boje prirodnog hematita
mrk
HEMATIT Fe2O3 crven Crveni ogreb
siv
10
Pirit FeS2
Boja: zlatna
Ogreb: crn
Rodohrozit MnCO3
Boja: roze
Ogreb: beo
SJAJNOST
❖ sposobnost mineral da različitim intenzitetom odbija svetlost
❖ Tipovi sjajnosti:
SJAJNOST OSOBINE MINERALA
Dijamantska Providni, velikog indeksa prelamanja
Staklasta Providni, delimično providni, mali indeks prelamanja
svetlosti
Masna Javljaju se na nepravilnim prelomima
Sedefasta Minerali u listovima, uglavnom
Svilasta Vlaknasti minerali
Metalična Neprovidni, metalični minerali (pirit, galenit)
PRIMERI KRISTALA RAZLIČITOG “HABITUSA”, TJ. OBLIKA I
VELIČINE
12
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
Cepljivost prema nekim kristalografskim ravnima vodi do
kocke romboedraprizmeoktaedra
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.
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
1
najmekši
10
najtvrđi
1.TALK Paranje
noktom
Mg3(Si4O10)(OH)2
Bele boje, sedefasti
sjaj, masan opip
2. GIPS CaSO4 · 2H2O -
3.KALCIT
Paranje
nožem
CaCO3
56% CaO, 44% CO2,
primese, Mn
4. FLUORIT CaF2 -
5. APATIT Ca3(PO4)2 Ca3(PO4)3F
Osobine 10 minerala standarda tvrdoće
18
6. ORTOKLA
SParaju
staklo
K(AlSi3O8)16% K2O, 18.4% Al2O3,
64.7% 6SiO2
7. KVARC SiO2 -
8.
TOPAZ
Seku
staklo
Al2SiO4(OH,F)2
48-62% Al2O3, 28-39%
SiO2, 10-20% F, 2.4%
H2O
9. KORUND Al2O3
10. DIJAMANT C
Osobine 10 minerala standarda tvrdoće
19
ELASTIČNOST – sposobnost minerala da se po prestanku delovanja
neke sile vrati u prvobitno stanje
Elastični – Liskuni
Neelastični – Hlorit, talk
Krti – pucaju pod dejstvom sile, primer kvarc
20
Liskun
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)
Poređenje tri minerala
iste težine ali različite
specifične težine; zbog
različitog pakovanja
atoma u kristalu kvarc
i galenit su mnogo
manji
SPECIFIČNA TEŽINA – zavisi od hemijskog sastava i kristalne
strukture minerala (odnos težine prema težini vode iste zapremine).
Značajna osobina za identifikaciju minerala
GUSTINA – zavisi od materije koja čini mineral
Petrogeni minerali – 2.5 – 3.5 g/cm3
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
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
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
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
https://www.microscopyu.com/techniques/polarized-light/polarized-light-microscopy
27
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