МИНЕРАЛЫ Минералы - это природные химические соединения или отдельные химические элементы, представляющие собой обособления с кристаллической структурой. - презентация

1 МИНЕРАЛЫ

2 Минералы - это природные химические соединения или отдельные химические элементы, представляющие собой обособления с кристаллической структурой.

3 Свойства минералов: Свойства минералов определяются их внутренней структурой и химическим составом. Внутренняя структура минералов – это их кристаллическая структура, т.е. кристаллическая решётка и разные расстояния между элементарными частицами в узлах решётки. Алмаз и графит состоят из одного и того же химического элемента – углерода. Обладают разными свойствами, т.к. обладают различной кристаллической решёткой. Обработанный алмаз - бриллиант Графит

4 Среди свойств минералов можно выделить: Механические (твёрдость, спайность) Механические (твёрдость, спайность) Оптические (цвет, прозрачность, блеск) Оптические (цвет, прозрачность, блеск) Физические (форма, морфология кристаллов) Физические (форма, морфология кристаллов) Химические. Химические.

5 Твёрдость минерала Твёрдость свойство материала сопротивляться проникновению в него другого, более твёрдого тела. Твёрдость свойство материала сопротивляться проникновению в него другого, более твёрдого тела.

6 Метод Бринелля Метод Бринелля твёрдость определяется по диаметру отпечатка, оставляемому металлическим шариком, вдавливаемым в поверхность. Твёрдость вычисляется как отношение усилия, приложенного к шарику, к площади отпечатка (причём площадь отпечатка берётся как площадь части сферы, а не как площадь круга); единицей твёрдости служит кгс/мм². Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается HB, где H = hardness (твёрдость, англ.), B наименование шкалы; Метод Бринелля твёрдость определяется по диаметру отпечатка, оставляемому металлическим шариком, вдавливаемым в поверхность. Твёрдость вычисляется как отношение усилия, приложенного к шарику, к площади отпечатка (причём площадь отпечатка берётся как площадь части сферы, а не как площадь круга); единицей твёрдости служит кгс/мм². Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается HB, где H = hardness (твёрдость, англ.), B наименование шкалы;

7 Метод Роквелла Метод Роквелла твёрдость определяется по глубине вдавливания металлического шарика или алмазного конуса в поверхность тестируемого материала. Твёрдость, определённая по этому методу, является безразмерной и обозначается HR, HRB, HRC и HRA; твёрдость вычисляется по формуле HR = 100 kd, где d глубина вдавливания наконечника после снятия основной нагрузки, а k коэффициент. Таким образом, бесконечной твёрдости соответствует HR 100; мягкие материалы могут иметь отрицательные значения твёрдости. Метод Роквелла твёрдость определяется по глубине вдавливания металлического шарика или алмазного конуса в поверхность тестируемого материала. Твёрдость, определённая по этому методу, является безразмерной и обозначается HR, HRB, HRC и HRA; твёрдость вычисляется по формуле HR = 100 kd, где d глубина вдавливания наконечника после снятия основной нагрузки, а k коэффициент. Таким образом, бесконечной твёрдости соответствует HR 100; мягкие материалы могут иметь отрицательные значения твёрдости.

8 Метод Виккерса Метод Виккерса твёрдость определяется по размеру отпечатка, оставляемого четырёхугольной алмазной пирамидкой, вдавливаемой в поверхность. Твёрдость вычисляется как отношение усилия, приложенного к пирамидке, к площади отпечатка (причём площадь отпечатка берётся как площадь части поверхности пирамиды, а не как площадь квадрата); единицей твёрдости служит кгс/мм². Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается HV; Метод Виккерса твёрдость определяется по размеру отпечатка, оставляемого четырёхугольной алмазной пирамидкой, вдавливаемой в поверхность. Твёрдость вычисляется как отношение усилия, приложенного к пирамидке, к площади отпечатка (причём площадь отпечатка берётся как площадь части поверхности пирамиды, а не как площадь квадрата); единицей твёрдости служит кгс/мм². Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается HV;

9 Метод Шора Метод Шора твёрдость определяется по высоте отскакивания стального шарика от поверхности изучаемого металла или по глубине введения алмазной иглы под действием пружины. Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается HSD; Метод Шора твёрдость определяется по высоте отскакивания стального шарика от поверхности изучаемого металла или по глубине введения алмазной иглы под действием пружины. Твёрдость, определённая по этому методу, обозначается HSD;

10 Метод Кузнецова Герберта Ребиндера Метод Кузнецова Герберта Ребиндера твёрдость определяется временем затухания колебаний маятника, опорой которого является исследуемый металл; Метод Кузнецова Герберта Ребиндера твёрдость определяется временем затухания колебаний маятника, опорой которого является исследуемый металл;

11 Шкала Мооса Шкала Мооса используется главным образам для указания твёрдости минералов, определяется по тому, какой из десяти стандартных минералов царапает тестируемый, и какой материал из десяти стандартных царапается тестируемым. Шкала Мооса используется главным образам для указания твёрдости минералов, определяется по тому, какой из десяти стандартных минералов царапает тестируемый, и какой материал из десяти стандартных царапается тестируемым.

12 Фридрих Моос Freidrich Mohs (род. 29 января умер 29 сентября 1839) Немецкий геолог и минералог. Моос родился в городе Гернроде (Германия), учился в Университете Халле и Горной Академии во Фрейберге. В 1802 году переехал в Австрию, где занимался определением минералов в частной коллекции Банкера и разработал основы классификации минералов по физическим свойствам. В 1812 году стал профессором в Граце, в профессором в Фрейберге, в профессором в Вене. Фридрих Моос разработал шкалу твердости минералов, которая используется до сих пор для экспресс-диагностики. Моос умер во время путешествия по Италии в местечке Агордо около Беллуно. Freidrich Mohs (род. 29 января умер 29 сентября 1839) Немецкий геолог и минералог. Моос родился в городе Гернроде (Германия), учился в Университете Халле и Горной Академии во Фрейберге. В 1802 году переехал в Австрию, где занимался определением минералов в частной коллекции Банкера и разработал основы классификации минералов по физическим свойствам. В 1812 году стал профессором в Граце, в профессором в Фрейберге, в профессором в Вене. Фридрих Моос разработал шкалу твердости минералов, которая используется до сих пор для экспресс-диагностики. Моос умер во время путешествия по Италии в местечке Агордо около Беллуно.геологминералогшкалу твердости минералов геолог минералог шкалу твердости минералов

13 Твёрдость МинералАбсолютная твёрдость 1Тальк Тальк (Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 )1 2Гипс Гипс (CaSO 4 *2H 2 O)3 3Кальцит Кальцит (CaCO 3 )9 4Флюорит Флюорит (CaF 2 )21 5 Апатит Апатит (Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH-,Cl-,F-)) 48 6 Полевые шпаты Полевые шпаты (KAlSi 3 O 8 ) 72 7Кварц Кварц (SiO 2 )100 8Топаз Топаз (Al 2 SiO 4 (OH-,F-) 2 )200 9Корунд Корунд (Al 2 O 3 )400 10Алмаз Алмаз (C)1500

14 Твердость относительная Эталонный минерал Сравнительная характеристика Твердость абсолютная Тальк Гипс Кальцит Флюорит Апатит Ортоклаз Кварц Топаз Корунд Алмаз Скоблится ногтем Царапается ногтем Царапается медной монетой Легко царапается ножом С трудом царапается ножом Царапается напильником Царапает оконное стекло Легко царапает кварц Легко царапает топаз Не царапается ничем (легко царапает корунд) 0,03 1,25 4,5 5,0 6, Относительная и абсолютная шкала твердости

15 Самое твердое вещество Наиболее твёрдым из существующих на сегодняшний день материалов является ультра твёрдый фуллерит (примерно в 1,17 1,52 твёрже алмаза). Однако этот материал доступен только в микроскопических количествах. Самым же твёрдым из распространённых веществ является алмаз. Кроме того, существует информация, что группе американских и китайских ученых удалось доказать, что специально обработанный лонсдейлит на 58% тверже алмаза. Наиболее твёрдым из существующих на сегодняшний день материалов является ультра твёрдый фуллерит (примерно в 1,17 1,52 твёрже алмаза). Однако этот материал доступен только в микроскопических количествах. Самым же твёрдым из распространённых веществ является алмаз. Кроме того, существует информация, что группе американских и китайских ученых удалось доказать, что специально обработанный лонсдейлит на 58% тверже алмаза. Лонсдейлит представляет собой одну из аллотропных модификаций углерода. Структура его кристаллической решетки напоминает структуру решетки алмаза. За это данный материал получил второе имя - гексагональный алмаз. Отличие заключается в том, что элементарная ячейка лонсдейлита содержит четыре атома, а ячейка алмаза - восемь. Однако, по словам исследователей, маловероятно, что новый материал найдет практическое применение, потому рассматривать его теоретические свойства на данный момент не имеет никакого смысла. Лонсдейлит представляет собой одну из аллотропных модификаций углерода. Структура его кристаллической решетки напоминает структуру решетки алмаза. За это данный материал получил второе имя - гексагональный алмаз. Отличие заключается в том, что элементарная ячейка лонсдейлита содержит четыре атома, а ячейка алмаза - восемь. Однако, по словам исследователей, маловероятно, что новый материал найдет практическое применение, потому рассматривать его теоретические свойства на данный момент не имеет никакого смысла. Фуллери́т это молекулярный кристалл, в узлах решётки которого находятся молекулы фуллерена. Фуллери́т это молекулярный кристалл, в узлах решётки которого находятся молекулы фуллерена.

16 Промежуточные степени твёрдости камня выражаются в виде дробей. Так, число 8 1/2, относящееся к хризобериллу, означает, что он царапает топаз примерно так же, как сам царапается корундом. Гранат пироп несколько тверже кварца (7) и несколько мягче берилла (7 1/2), поэтому его твердость обозначается как 7 1/4.

17 Формы нахождения минералов в природе: Друзы; Друзы; Секреции; Секреции; Конкреции; Конкреции; Псевдоморфозы Псевдоморфозы

18 Друзы-группы кристаллов, приросших к стенкам пустот или трещин. Друза аметистовидного кварца

19 Секреции – минеральное вещество, заполнившее какую-либо пустоту в горной породе и обладающее концентрическим строением. Половинка халцедоновой секреции

20 Конкреции представляют собой округлые образования минерального вещества вокруг какого-либо центра кристаллизации. Конкреция пирита

21 Псевдоморфозы – минеральные образования, состав которых не соответствует форме, которую они слагают. Атакамит по мыши

22 Псевдоморфозы Псевдоморфоза пирита по аммониту Замещенные халцедоном шишки араукарии юрского периода

23 Классификация минералов: Самородные элементы Самородные элементы Сульфиды Сульфиды Галоиды Галоиды Оксиды и гидроксиды Оксиды и гидроксиды Карбонаты Карбонаты Фосфаты Фосфаты Сульфаты Сульфаты Силикаты Силикаты Органические минералы Органические минералы

24 Самородные элементы Самородок золота Всего их известно около 45. К важнейшим из них относятся: медь, золото, серебро, платина, графит, сера и некоторые другие. Их доля в земной коре меньше 0.1%.

25 Сульфиды Халькопирит Галенит Соединения разных химических элементов с серой. Широко распространены: пирит (серный колчедан), халькопирит (медный колчедан), галенит (свинцовый блеск), сфалерит (цинковая обманка), киноварь.Многие из них являются важнейшими рудами.

26 Галоиды Галит Самые распространённые из них: галит (поваренная соль), флюорит. Сильвин и карналлит – важнейшие минеральные удобрения.

27 Оксиды и гидроксиды Важнейший из оксидов – окись кремния, или кварц, на долю которого приходится 12% массы земной коры. Гидроксид кремния – опал. К минералам этой группы относятся соединения некоторых элементов с кислородом (окислы) и гидроксильной группой ОН (гидрокислы)

28 Окислы и гидрокислы металлов входят в состав многих руд. Таковы, например, магнетит (магнитный железняк), гематит (железный блеск), хромит (хромистый железняк), корунд, лимонит (бурый железняк). Лимонит Корунд Гематит

29 Карбонаты Соли угольной кислоты. В состав этой группы входят такие распространённые минералы, как кальцит (если он прозрачный, то его называют исландским шпатом), доломит, сидерит, магнезит. Магнезит Исландский шпат

30 Фосфаты Соли фосфорных кислот. Самые важные минералы этой группы – апатит и примерно такой же по составу, но скрытокристаллический фосфорит. Эти минералы входят в состав удобрений. Апатит в кальците Апатит золотистый

31 Сульфаты Ангидрит Соли серной кислоты – гипс, ангидрит, барит – довольно широко распространены. Барит Гипс

32 Силикаты Представляют собой самые распространённые в земной коре (30-35% её массы) минералы, которые входят в состав всех горных пород. Силикаты обладают сложными формулами, а их классификация обусловлена их структурой. Выделяют следующие группы силикатных минералов: -островная (оливин); -цепочечная (пироксен); -ленточная (амфибол); -листовая (слюда); -каркасная (кварц, полевой шпат).

33 Силикатные минералы Амфиболит Мусковит Оливин Альбит

34 Органические минералы Класс органические минералы стоит особняком от других, поскольку входящие в него продукты хоть и являются природными химическими веществами, но лишены кристаллической структуры. Они не могут быть охарактеризованы с кристаллохимической точки зрения, но относятся к минералам, имея с ними гораздо больше черт, чем различий. Такова не вся природная органика, и отнесение в этот раздел каждого конкретного природного органического продукта требует вдумчивого и ответственного подхода.

35 В настоящее время среди минералогов есть единодушие только в отнесении к минералам янтаря, все же прочие природные продукты относят либо к горным породам (антрацит, шунгит), либо к природным углеводородам группы нефти (битум), либо к биогенным образованиям, содержащим в составе тот или иной минерал (жемчуг, перламутр). Янтарь