Минералдардың физикалық қасиеттері


Минералдардың физикалық қасиеттерін зерттеп білудің екі мәні бар. Оның бірі - сол қасиеттері арқылы бір минералды екінші минералдан айыра білу. Мұны диагностикалық белгі деп атайды. Екіншісі, физикалық қасиеттерін білу оларды өндірісте, тұрмыста қолдану үшін керек.

1. Минералдардың түстері үшке бөлінеді. Оның біріншісі - минералдың құрамына кіретін заттардың түсіне, (идиохромат бояу), екіншісі - минерал ішіндегі қоспа заттардың түсіне (аллохромат бояу), үшіншісі - басқа кездейсоқ жағдайға байланысты. Үшіншісін кейде жалған түс деп атайды (псевдохромат бояу). Бірсыпыра минерал аттары сол бояу түсіне қарай қойылған. Мысалы, хлорит жасыл болады (хлорос - грекше жасыл деген сөз), рубин деген қызыл түсті асыл тасты арабша лағыл немесе қызыл жақұт дейді (рубер - латынша қызыл деген сөз) малахит - ашық көк түсті минерал. Киноварь арабтың (киннабрис - "аждаһаның қаны" - деген сөзінен шыққан).

Қазіргі уақытта минералдың түстерін дәл өлшейтін аспаптар бар, олар минералдың спектр сәулесін жұту мөлшерін өлшеу арқылы түсінің қанықтығын анықтайды.

2. Сызық түсі. Минералдың сызық түсі дегеніміз оның майда тозаң түріндегі түсі. Оны анықтау үшін фарфордың күңгірт бетін минералмен сызып көреді. Әр типті минералдар тек өзіне тән сызық түсін қалдырады. Мысалы, пириттің негізгі түсі қола сары да, сызығы-қара, гематиттің түсі-қорғасынша сұр, ал сызығы-қызыл т. с. с.

3. Жылтырлық. Минералдың бетіне түскен жарық сәулесі белгілі бір мөлшерде шағылып, оның жылтырлық қасиетін сипаттайды. Мысалы, алмаз (гаухар) сияқты асыл тастардың негізгі қасиеті - жылтырлығы, олар әр қырынан сәуле шашыратып тұрады. Минералдың жылтырлық қасиеті мына түрлерге бөлінеді: шыныша, алмазша,сабынша,шала металша,металша,топырақша жалтырау. Әр түрлі құбылып тұратын жылтырлықты құлпырма немесе жібекше жалтырау дейді. Жылтырлығы солғын минералдарды күңгірт деп те атайды. Минералдардың жылтырлығы дәл өлшенетін болса, онда фотометрлік әдіс қолданылады. Зертханалық анықтауда бірнеше минералды бір - біріне жақын, қатар орналастырып олардың түстері мен жылтырлықтары салыстырмалы түрде айқындалады.

4. Мөлдірлік.  Минералдың мөлдірлік қасиеті олардың жылтырлық қасиетімен тығыз байланысты. Мөлдірлік дегеніміз - минералдың жарық сәулені өткізгіштік қасиеті, минералдың сәуле жұту қабілеті жоқ болса немесе өте аз болса, ол минерал мөлдір болғаны. Мөлдірлігіне қарай минералдар үш топқа бөлінеді:

5. Жымдастық.  Жымдастық деп кристалды заттардың белгілі бір бағытта жарылғыштығы немесе ыдырағыштығын айтады. Жымдастығы күшті кристалдар оп-оңай жарылады. Ондай кристалдардың жымдасқан жапсарлары сызаттанып, жіктеліп көрініп тұрады. Сондықтан жымдастықты жіктестік деп те айтуға болады. Жымдастық кристалдардың тек қана ішкі құбылыстарына, ұсақ бөлшектерінің орналасу тәртіптеріне байланысты, ал олардың сыртқы нысандарына ешбір байланысы жоқ. Кристалдың жымдастығын көру үшін оны балғамен ұру керек, сонда кристалдар өздерінің жымдастық бағыттары бойынша жіктеледі, жарылады немесе бөлініп ұсатылады. Мысалы, ас тұзының кристалы текшеленіп куб түрінде, ал слюда - бір ғана бағытта жұп-жұқа қабыршақтанып жарылады. Ал кейбір кристалдарды ұрғанда, бір бағытта түзу жарылмай, әр түрлі формада шытынап сынады. Ондай заттарды жымдастығы жоқ немесе жымдастығы нашар зат дейді. Жымдастық дәрежесі бес түрге бөлінеді:

6. Қаттылық. Қаттылық деп минералогия ғылымында көбінесе бір минералды екінші минералмен тырнап сызғанда соған кедергі жасау дәрежесін айтады. Мұнымен қатар минералдың қаттылығы сыртқы механикалық күштің әсеріне қасарысу дәрежесі деп те аталады. Минералдардың қаттылық дәрежесін анықтау үшін он түрлі минералдардың қаттылығы алынған. Мұны алғаш ұсынған неміс ғалымының атымен  Моос шамасы  деп атайды. Моос шамасындағы он минералдың ең жұмсағы бір, ең қаттысы ондық сандарымен белгіленген. Әрбір қатардағы минерал өзіне дейінгі минералдың бетіне сызық түсіре алады.

Моос шамасының эталон (өлшеуіші) ретінде алынған минералдар:

  1. Тальк-Мg [Sі O 10]×[OH]
  2. Гипс-СаSO ×2H O
  3. Кальцит-СаСО
  4. Флюорит-СаҒ
  5. Апатит-Са (РО 4) Ғ
  6. Ортоклаз-К(АlSі O 8)
  7. Кварц-SіO
  8. Топаз-Al (SіO 4)(F OH)
  9. Корунд-Al O
  10. Алмаз-С

Минералдардың қаттылығы былай анықталады: анықтайтын минералдың бетін шамадағы минералдың біреуімен, мысалы кварцпен сызып көреді. Егер кварц сызық қалдырса, онда ортоклазбен сызып көреді. Ортоклаз жанағы минералдың бетіне сызат қалдыра алмаса, онда оның қаттылығы 7-ден төмен, 6-дан жоғары, яғни 6,5 болғаны.

7. Тығыздық.  Тығыздық, минералдың химиялық құрамы мен кристаллдық тордағы элементарлық бөліктердің қалануына байланысты: Минералдың массасын оның көлеміне бөлсек, онда тығыздығы анықталады. Өлшем бірлігі-г/см3. Тығыздық шамасына қарай минералдар  жеңіл  (<2,5г/см3), орташа (2,5-4,0г/см3)   ауыр  (4,0-10,0г/см3),  өте ауыр  (>10г/см3) болып ажыратылады.

8. Морттылық, соғылғыштық, серпінділік. Минералдардың бұл қасиеттері олардың қаттылығымен тығыз байланысты, бірақ бір-бірінен ажыратудағы маңызы онша емес. Алайда кейбір минералдарға тән әрі қажетті қасиеттер. Минералдың бетін пышақтың ұшымен сызғанда оның үгітілуін морттылық деп атайды. Соғылғыштық пен серпінділіктің көбінесе металдардың механикалық қасиеттерін сипаттағанда маңыздары зор.

9. Минералдардың басқа қасиеттері.  Минералдардың негізгі физикалық қасиеттерімен қатар атап өтетін:  магниттік  (темірді өзіне тартатын қасиеті, магнит тілімен тексеріледі),  радиоактивтік,  электрлік,  жылу өткізгіштік, пьезоэлектрлік, ерігіштік  т.б.

Керекті материалдар мен құрал-жабдықтар:

Жұмыстың орындалу тәртібі:

  1. Пирит, кварц, кальцит, мұсатыр, гипс, хлорит, каолин атты минералдардың физикалық қасиеттерімен бірге олардың химиялық формулаларын (анықтамадан) анықтап жазып алу.
  2. Жұмысты орындаған студенттер, анықталған минералдардың физикалық қасиеттерін жаттап алып, оларды бір-бірімен шатастырмай, аттарын атап айыра білуге тиісті.