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