min 04-fyzikalni-vlastosti
DESCRIPTION
Fyzikalni vlastnosti nerostu, stupnice tvrdosti, barva, lesk, vryp mineraluTRANSCRIPT
FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI NEROSTu
MIN 04
Katedra chemie FP TUL – www.kch.tul.cz
Záhněda na muskovitu, Afganistan, foto: J. A. Frelich, http://www.mindat.org/photo-74136.html
odpor minerálu kladený proti vniknutí cizího tělesa
• závisí na pevnosti vazby mezi částicemi v krystalové struktuře nerostu – čím je vzdálenost částic menší, tím je vazba pevnější a nerost tvrdší
• Mohsova stupnice tvrdosti
– desetičlenná stupnice sestavená Friedrichem Mohsem (1773 – 1839) roku 1824
– každý tvrdší nerost rýpe do předcházejícího
měkčího
tvrdost
není lineární
Friedrich Mohs
Mohsova stupnice tvrdosti
http://www.mindat.org/photo-6744.html, foto: John H. Betts
mastek1
http://www.mindat.org/photo-4153.html, foto: John H. Betts
sůl kamenná2
http://www.mindat.org/photo-373367.html, foto Filip Kopecký, naleziště Grygov u Olomouce
kalcit – vápenec 3
http://www.mindat.org/photo-282616.html, foto: Lukáš Jankaj, naleziště Křižany u Liberce
fluorit4
http://www.mindat.org/photo-37024.html, foto: Rob Lavinsky, naleziště Afganistan
apatit5
http://www.mindat.org/min-3026.html, foto Rob Lavinsky, naleziště Madagaskar
živec 6
http://www.mindat.org/min-3337.html, foto Rob Lavinsky, naleziště Arkansas, USA
křemen7
http://www.mindat.org/photo-289046.html, foto Rob Lavinsky, naleziště Nevada, USA
topaz
8
http://www.mindat.org/photo-37786.html, foto Rob Lavinsky, New Jersey, USA
korund9
http://www.mindat.org/photo-5866.html,
foto John H. Betts, naleziště Kongo-Zaire
diamant10
• určuje kolikrát je určitý objem nerostu těžší než stejný objem destilované vody
• udává se v g/cm3
• rozdílnost hustoty – umožňuje oddělovat těžší nerosty od lehčích (plavením nebo rýžováním)
• stanovení – pyknometricky
– pomocí Archimedova zákona
– imersním stanovením
hustota
hustota
Měď 8,9Stříbro 10,5Zlato 19,2
hustota
Síra 2,07Grafit 2,26Diamant 3,52
hustota
Sůl kamenná 2,18Fluorit 3,18Kryolit 2,96
hustota
Pyrit 5,2Galenit 7,5Rumělka 8,2
hustota
Křemen 2, 65Rutil 4,23Magnetit 5,2
hustota
Vápenec 2,65Malachit 3,98Cerusit 6,53
hustota
Modrá skalice 2,28Sádrovec 2,4Baryt 4,5
hustota
Pyrop 3,65Spessartin 4,2Almandin 4,31
schopnost nerostu rozpadat se působením vnějšího tlaku podle svých krystalografických ploch
vznikají tak štěpné tvary krychle (galenit) klence ( kalcit) hranol osmistěn (fluorit) dvanáctistěn dvojploší
štěpnost
• hodnocení štěpnosti
- výjimečná – slídy, tuha
- výborná – sádrovec
- dokonalá – kalcit, diamant, topaz
- dobrá – fluorit, pyroxeny
- nedokonalá – granát, beryl
- žádná - křemen
štěpnost
odolnost minerálu vůči lámání, trhání, ohýbání a drcení
• křehký - minerál se velmi snadno poruší a rozpráškuje
• kujný - minerál lze kovat do tenkých lístečků
• řezatelný - minerál lze krájet nožem
• tažný - minerál lze vytahovat do formy drátu
• ohebný - pokud minerál ohýbáme, nevrátí se do původního stavu ani po odeznění působících sil
• pružný - minerál se po ohnutí opět vrátí do své původní pozice
soudržnost
schopnost nerostů lámat se podle nerovných ploch
• typy lomů podle vzhledu lomové plochy:
- nerovný
- miskovitý
- hladký
- tříšťnatý
- lasturnatý
lom
LESKlesk
vzniká odrazem světla od krystalových nebo štěpných ploch
má přímou souvislost s fyzikální veličinou –indexem lomu daného minerálu
čím vyšší index lomu – tím vyšší lesk budou plochy krystalů vykazovat
• úhel dopadu α se rovná úhlu odrazu ά
• liší se podle povahy povrchu minerálu a množství absorbovaného světla
• nekovově lesklé - průhledné nebo průsvitné, lesknou se více či méně silně
• kovově lesklé - krystalové plochy se často silně zrcadlí
lesk
LESKrozlišujeme:
- diamantový lesk (diamant, sfalerit)
- kovový lesk (pyrit, galenit)
- perleťový lesk (slídy, sádrovec)
- skelný lesk (křemen)
- hedvábný lesk
- matný lesk (kaolinit)
- mastný lesk (mastek)
- barevný třpyt (labradorit)
lesk
barevné nerosty – mají vždy stejnou barvu, liší se jen odstíny
zbarvené nerosty – jsou zbarvené díky příměsím, ale vryp zůstává bílý, šedý nebo jen slabě zbarvený
bezbarvé nerosty – jsou čiré, vryp je bílý
barva
• způsobena absorbcí světla – pohlcením určitých vlnových délek viditelného světla dopadajícího na povrch krystalu
• k pohlcení dochází na elektronech volně pohybujících se v krystalové mřížce
barva
• bezbarvé minerály: – nedochází k žádnému pohlcování světla ve viditelné části spektra – křišťál (bezbarvá odrůda křemene) a bezbarvý diamant
– barevné odstíny způsobené pohlcením odražených paprsků
nejčastěji od: krystalových ploch
štěpných trhlin
cizorodých uzavřenin
barva
• barevné minerály – idiochromatické: – barevnost způsobena atomy prvků
v krystalové mřížce minerálu
barva
• zbarvené minerály – alochromatické: – zabarvení způsobeno stopovou příměsí nebo deformací mřížky
– příměsi: mikroskopické částečky . cizorodé uzavřeniny (pigment)
– různé barevné odrůdy téhož minerálu (různé názvy)
– křemen, korund, kalcit, baryt, aragonit, apatit, beryl
barva
• duhové a náběhové barvy vznikající při pronikání světlaminerálem nejčastěji na: štěpných trhlinkách dvojitých lamelách některých minerálůrůstových vrstvičkách minerálu (na povrchu oxidů a sulfidů)
– labradorit; hematit, limonit, galenit, pyrit, chalkopyrit,
pseudochromatické barvy
• jemný prášek získaný třením minerálu o destičku z bílého nepolévaného porcelánu
• je charakteristikou pro určování nerostu
• lepší diagnostický prostředek než barva, protože je mnohem stálejší
vryp
barva prášku, kterou zanechává nerost při otírání o neglazurovanou bílou porcelánovou destičku• může se lišit od barvy nerostukovově lesklé minerály – vryp bývá tmavší než barvaskelně lesklé minerály – vryp světlejšího až bílého odstínu
vryp
křišťál citrín růženín ametyst jaspis
achát aventurín záhněda morion
minerály – křemen SiO2
halit natrolit mesolit gosherit - beryl
anglesit kalcit apatit dolomit
NaCl Na2Al2Si3O10• 2H2O Na2Ca2Al6Si9O30 • 8H2O Be3Al2Si6O18
PbSO4 CaCO3 Ca5(PO4)3(F,Cl,OH) CaMg(CO3)2
minerály – bezbarvé
mullit aragonit sádrovec cerusit
hydrozinkit baryt edingtonit borax-tinkal
Al2O3 • SiO2 CaCO3 Ca(SO4) • 2H2O PbCO3
Zn5(CO3)2(OH)6 BaSO4 Ba2(Al4Si6O20) • 8H2O Na2B4(OH)4 • 8H2O
minerály – bílé
síra uranocircit mimetezit chalkopyrit
zlato legrandit beraunit sfalerit
S Ba(UO2,PO4)2 • 8H2O Pb5(Cl,(AsO4)2) CuFeS2
Au Zn2 (AsO4) (OH) • H2O Fe((OH)3, (PO4)2) • 2,5H2O ZnS
minerály – žluté
auripigment celestin granát - pyrop morganit - beryl
cinabarit – rumělka spinel rodochrozit realgar
As2S3 SrSO4 Mg3Al2(SiO4)3 Be3Al2Si6O18
HgS MgAl2O4 MnCO3 AsS
minerály – červené
čaroit fluorit sugilit chryzoberyl=alexandrit
lepidolit rubelit - beryl kuprit kalcitKLiAl(F,OH)2Si4O10 Be3Al2Si6O18 Cu2O CaCO3
K(Ca,Na2)2(OH,F) CaF2 KNa2 (Fe2+, Mn2+, Al)2 Si4O10)• 7H2O Al2BeO4
minerály – fialové
aquamarin –beryl indigolit - turmalín smithsonit benitoit
azurit linarit labradorit amazonit - beryl
Be3Al2Si6O18 (OH)4,(BO3)3Si6O18 ZnCO3 BaTi(Si3O9)
Cu3(CO3)2(OH)2 PbCu(OH)2SO4 (Ca,Na)Al(Si,Al)3O8 Be3Al2Si6O18
minerály – modré
(Mg,Fe)2SiO4 Pb5(PO4)3Cl Cu2(OH/AsO4) Cu2 CO3(OH) 2
fluorit heliodor - beryl smaragd - beryl fuchsit - muskovit
peridot -olivín pyromorphit olivenit malachit
Al2Be3(Si6O18) Be3Al2Si6O18 Be3Al2Si6O18 KAl(Oh,F)2AlSi3O10 + Cr
minerály – zelené
wurzit baryt hematit brookit
limonit měď hauerit staurolit
ZnS BaSO4 Fe2O3 TiO2
směs Fe oxidů Cu MnS2 Fe2AL9Si4O22(OH)2
minerály – hnědé
kasiterit ortoklas-živec cerusit stříbro
magnezit grafit platina pyritMgCO3 C Pt FeS2
SnO2 KAlSi3O8 PbCO3 Ag
minerály – šedé
bournonit pyrolusit skoryl - turmalín molybdenit
antimon galenit magnetit kobaltin Sb PbS Fe3O4 CoAsS
PbCuSbS3 MnO2 (NaFe32+AlFe3+)6 MoS2
(OH)4,(BO3)3Si6O18
minerály – černé
– ionty ovlivňující barvu minerálu:Fe3+ ... červená, hnědá, červenohnědá (limonit, hematit)Fe2+ ... zelená (olivín)Mn2+ ... růžová (rodochrozit)Mn3+ ... černá, hnědá (pyroluzit) Mn4+ ... černá, hnědá (manganit)Co2+ ... růžová, červená, fialová (kobaltin, erytrin)Ni2+ ... zelená (garnierit, annabergit)Cu2+ ... zelená, modrá (azurit, malachit)Cr3+ ... zelená (uvarovit)
chromatofory
• krystaly některých minerálů mění při natáčení barvu
• safír, rubín, turmalín
• nejlépe tento jev můžeme pozorovat v polarizačním mikroskopu
safír
mnohobarevnost – pleochroismus
vlastnost některých barevných minerálů měnit barvu při otáčení jejich výbrusu v polarizovaném světle
mnohobarevnost – pleochroismus
Muskovit pod polarizačním mikroskopem
mnohobarevnost – pleochroismus
Biotit pod polarizačním mikroskopem
mnohobarevnost – pleochroismus
cordiérit
mnohobarevnost – pleochroismus
alexandrit
turmalin
mnohobarevnost – pleochroismus
turmalin
elbait – turmalínchryzoberyl – alexandrit
opál
topaz
fluorit
Na(Ni,Al)3((OH)4,(BO3)3Si6O18)Al2BeO4Al2F2SiO4
Al2Be3(Si6O18) SiO2
minerály vícebarevné
průhledné (čiré) – propouštějí světlo
poloprůhledné
průsvitné – propouštějí světlo částečně
neprůsvitné – nepropouštějí světlo
opakní – neprůhledné
propustnost světla
• průhledné (čiré) – propouštějí světlo
• poloprůhledné
• průsvitné – propouštějí světlo částečně
• neprůsvitné – nepropouštějí světlo
• opakní - neprůhledné
křišťál
propustnost světla
fenakit
propustnost světla
epidot
tanzanit
propustnost světla
thulit
propustnost světla
Dvojlom je optický jev, kdy při průchodu světla látkou dochází k rozštěpení paprsku na dva, takže obraz se jeví jako zdvojenýNejznámější minerály s dvojlomem – islandský vápenec, čilský ledek, rutil
dvojlom
• světélkování samovolně vycházející z krystalu
termoluminiscence fluoritu
luminiscence
světélkování vyvolané ultrafialovými paprsky
fluorescence
schopnost některých minerálů odolávat vysokým teplotám
– grafit (tuha),
muskovit (světlá slída)
grafit
žáruvzdornost
zlato
dobré vodiče
– kovy (měď, zlato, stříbro …)
nevodivé
– karbonáty, jílové minerály
polovodivé – sulfidy, selenidy, teluridyzlato
elektrické vlastnosti
diamagnetické – slabě odpuzovány
(diamant, halit, křemen)
paramagnetické – nepatrně přitahovány
(rutil, beryl, siderit)
ferromagnetické – silně přitahovány
(železo, kobalt, nikl, magnetit, ilmenit)
magnetit
magnetické vlastnosti
Piezoelektrický jev (z řečtiny piezein (πιέζειν) – tlačit) je schopnost krystalu generovat elektrické napětí při jeho deformování, popřípadě jev opačný, kdy se krystal v elektrickém napětí deformuje. Může se vyskytovat pouze u krystalů, které nemají střed symetrie. Nejznámější piezoelektrické minerály křemen, berlinit, turmalin, topaz.
piezoelektrický jev
Pyroelektřina (z řeckého pyr, oheň a elektřina) je schopnost některých materiálů vytvářet dočasné napětí, když jsou vyhřívané nebo chlazené– změnou teploty mění nepatrně pozice atomů uvnitř struktury krystalu a dochází tak k polarizaci – změna polarizace vytváří elektrické napětí na krystalu
pyroelektrický jev