- Stahuj zápisky z přednášek a ostatní studijní materiály
- Zapisuj si jen kvalitní vyučující (obsáhlá databáze referencí)
- Nastav si své předměty a buď stále v obraze
- Zapoj se svojí aktivitou do soutěže o ceny
- Založ si svůj profil, aby tě tví spolužáci mohli najít
- Najdi své přátele podle místa kde bydlíš nebo školy kterou studuješ
- Diskutuj ve skupinách o tématech, které tě zajímají
Studijní materiály
Hromadně přidat materiály
fyzik_vlast
G1061 - Mineralogie I
Hodnocení materiálu:
Vyučující: doc. RNDr. Zdeněk Losos CSc.
Zjednodušená ukázka:
Stáhnout celý tento materiálfluorit9. korund
5. apatit10. diamant
Tvrdost minerálů lze však měřit i kvantitativními technikami, takže lze sestavit i absolutní škálu tvrdosti.
Při určování relativní tvrdosti, kdy zkoušíme rýpat do minerálu, musíme být velmi obezřetní, abychom k této zkoušce použili čerstvý lom. Někdy se může stát, že starší plocha je již částečně postižena přeměnami a tyto produkty přeměn mají zpravidla menší tvrdost - takže dostaneme zkreslené představy o relativní hodnotě.
Při každé zkoušce rýpání minerálem A do minerálu B zkusíme tento postup obrátit. Ostré hrany minerálu jsou zpravidla o něco málo tvrdší než jeho plochy, takže tentýž minerál zpravidla rýpe hranou do své plochy.
Při určování relativní tvrdosti můžeme použít některé pomůcky:
rýpeme-li do minerálu nehtem má tvrdost nižší než 2
měděná mince (drát) rýpe do minerálů o tvrdosti max. 3
nožem lze rýpat do minerálů s tvrdostí max. 5
tvrdost okenního skla je asi 5,5
ocelovým drátem rýpneme do minerálu s max. tvrdostí 6,5
Tvrdost je veličina s vektorovými vlastnostmi. Některé krystaly proto vykazují tvrdost, která závisí na směru zkoušky. Klasickým příkladem je kyanit, který má v ploše (100) podél vertikály tvrdost H = 5 a napříč H = 7.
Soudržnost
Je to odolnost minerálu vůči lámání, trhání, ohýbání a drcení. Pro vyjádření používáme následující termíny:
Křehký - minerál se velmi snadno poruší a rozpráškuje. Je to charakteristické pro krystaly s převážně ionovou vazbou.
Kujný - minerál lze kovat do tenkých lístečků
Řezatelný - minerál lze krájet nožem
Tažný - minerál lze vytahovat do formy drátu. Vlastnosti v bodech 2 - 4 jsou typické pro materiály s kovovou vazbou.
Ohebný - pokud minerál ohýbáme, nevrátí se do původního stavu ani po odeznění působících sil. Např. vrstvy chloritu a mastku mají tuto vlastnost a ta je výsledkem skluzu ve strukturních vrstvách hydroxylových skupin.
Pružný - minerál se po ohnutí opět vrátí do své původní pozice. Příkladem mohou být slídy, kde je pružnost (elasticita) způsobena iontovými vazbami mezi K+ ionem a Si-Al tetraedrickými vrstvami.
Hustota
Hustota (v mineralogii G - gravity) udává, kolikrát je určitý objem minerálu těžší, než stejný objem čisté vody při 4°C. Tato veličina je v některých případech velmi důležitým identifikačním znakem.
Hustota krystalické látky závisí na dvou důležitých faktorech:
na typu atomů, které se uplatňují ve struktuře
na typu uspořádání těchto atomů.
Máme-li izostrukturní látky, ve kterých je uspořádání částic totožné, má látka obsahující atomy s vyšším atomovým číslem vyšší hustotu. Při plynulé změně chemického složení v rámci izomorfní řady dochází i k plynulé změně hustoty.
Stanovení hustoty
Při určování hustoty někdy vystačíme pouze s relativním srovnáním. Máme-li např. křemen (s hustotou 2,65 g/cm3) a baryt (4,5 g/cm3) je jejich vzájemné rozlišení snadné, aniž bychom přibližně stejně objemné vzorky museli vidět. Průměrná hustota nejběžnějších minerálů se pohybuje mezi 2,6 - 2,8 g/cm3.
Často je třeba zcela přesné stanovení hustoty daného minerálu. K tomu se používá řada metod.
Pyknometrická metoda
U této metody se používá hrubého prášku nebo drobných zrnek zkoumaného minerálu. Další nutnou pomůckou je pyknometr, což je vlastně speciálně upravená skleněná baňka s uzávěrem. Celý postup měření je následující:
zvážíme prázdný a dobře vysušený pyknometr (hmotnost označíme P)
fragmenty minerálu vložíme do pyknometru a zvážíme dohromady (hmotnost označíme jako M); hmotnost fragmentů je M - P
pyknometr se vzorkem naplníme destilovanou vodou a povaříme, abychom se zbavili vzduchových bublin a po ochlazení zvážíme (hmotnost označíme S)
poslední vážení provedeme pouze s pyknometrm naplněným vodou bez vzorku (hmotnost označíme W)
výslednou hustotu spočteme jako G = (M - P) / W + (M - P) - S
Výpočet hustoty
Výpočet hustoty můžeme provést na základě známé struktury zkoumaného vzorku. Potřebujeme znát obsazení atomů v základní buňce, objem základní buňky (V), počet vzorcových jednotek na základní buňku (Z) a chemické složení pro stanovení molekulové hmotnosti (M). U objemu základní buňky musíme provést konverzi z Ĺ3 na cm3 a to vynásobením hodnotou 10-24. Konečný výpočet se pak provede podle schématu:
G = Z x M / N x V,
kde N je Avogadrova konstanta (6,023 . 1023).
V případě minerálů, kde neznáme číslo Z, lze použít metodu pokus - omyl, protože číslo Z je vždy celé a zpravidla malé číslo.
Barva minerálů
Barva minerálu je jedním z prvních určovacích znaků, které vidíme. Barva jako taková je výsledek skládání elektromagnetického vlnění v oblasti mezi 350 a 750 nm. Při kontaktu bílého světla (viditelná oblast) s povrchem minerálu může docházet k jeho odrazu, rozptylu, lomu nebo absorpci. Pokud povrch minerálu neabsorbuje dopadající světlo, je minerál označován jako bezbarvý. Minerál, který absorbuje některé vlnové délky ve viditelné oblasti je v konečném důsledku barevný - výsledná barvy je složena z neabsorbovaných vlnových délek.
Kvantitativní měření absorbovaných vlnových délek lze provádět pomocí spektrometru. Získané absorpční spektrum je složeno z maxim, které odpovídají určitým vlnovým délkám světla. Vznik těchto maxim vyplývá z interakce světla dané vlnové délky s atomy a molekulami ve struktuře minerálu. Z fyzikálního hlediska jsou za barvu minerálů zodpovědné tři jevy: přechody v krystalovém poli, přechody v molekulových orbitalech a barevná centra.
Přechody krystalového pole
Tento jev je způsoben přechody elektronů v částečně zaplněných 3d orbitalech přechodných d-prvků. Týká se to tedy minerálů, které obsahují např. Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu. Elektronová konfigurace těchto prvků je 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10-n 4s1-2, mají tedy jen částečně zaplněný 3d orbital. Elektrony v takto zaplněných orbitalech mohou být excitovány kvantem z oblasti viditelného světla a jejich přechodem v rámci energetických d hladin vzniká barevný efekt, který vnímáme jako barvu minerálu. Velký vliv na výslednou barvu má i oxidační stupeň daného prvku (určuje počet valenčních elektronů v 3d orbitalu) a také jeho pozice ve struktuře (typ koordinace).
Přechody v molekulových orbitalech
Vloženo: 29.07.2009
Velikost: 83,50 kB
Komentáře
Tento materiál neobsahuje žádné komentáře.
Copyright 2024 unium.cz