Какой излом у самородных металлов

Классификация минералов Минералы классифицируются по химическому составу и кристал­лической структуре на следующие группы: 1) самородные элементы; 2) сульфиды и сульфосоли; 3) галоидные соединения (галогениды); 4) оксиды; 5) кислородные соли (карбонаты, сульфаты, вольфраматы, фосфаты, силикаты). Ниже будут рассмотрены минералы этих групп, входящие в прог­рамму курса минералогии для студентов металлургических факультетов высших учебных заведений.

9.1. Самородные элементы Земная кора содержит не более 0,1 % (по массе) самородных элементов (83 минерала). Их добыча связана со значительными трудностями, в связи с чем многие из них особенно высоко ценятся и, являясь эта­лонами человеческого труда, используются в золотых запасах стран в качестве обеспечения национальной валюты в международной тор­говле. Генетически связаны с процессами кристаллизации магмы (Pt, алмаз, графит), с гидротермальными (Аu) и осадочными (S) про­цессами. Самородное железо часто имеет космическое происхож­дение.

Самородное или теллурическое железо. Свойства. Условия формирования. Месторождения.

Рекомендуемые материалы

Задача 91:В задачах (89-94), используя метод молекулярных орбиталей, объясните различные значения энергии связи

Какой объем раствора аммиака с массовой долей NH3 23 % и плотностью 0,916 кг/л требуется для реакции с 0,75 л шестимолярной соляной кислоты? Чему равна масса образующегося продукта реакции?

В какой степени окисления галогены и элементы подгруппы марганца проявляют наибольшее сходства в свойствах? Приведите примеры сходных соединений.

Необходимые микроэлементы: их строение, свойства и роль в биохимических превращениях
Задача № 918

Молярная электропроводность бесконечно разбавленных растворов соляной кислоты, хлорида натрия и ацетата натрия при 250С равна соответственно: 425,0, 128,1 и 91,0 См·см2·моль-1. Какова молярная электропроводность бесконечно разбавленного раствора укс

Для самородных металлов характерны чрезвычайно высокая плас­тичность, металлический блеск, ковкость, тепло- и электропроводность, обусловливаемые металлической связью в кристаллической решетке. Характерны также высокие плотности.

Ими обладают самые тяже­лые минералы: невьянскит (до 21,5 г/см 3 ) и сыссертскит (до 22,5 г/см 3 ). Кроме самородных металлов (Ru, Rh, Pd, Аg, Os, Ir, Pt, Au, Fe, Cu, Ni, Нg) встречаются также самородные металлоиды (As, Sb, Bi) и не­металлы (S, Se, Те, С). Золото, Au. Название от лат. «Soil» — знака солнца у алхимиков. Совершенно чистое, т.н. «губчатое» золото встречается редко.

Образует непрерывный ряд твердых растворов с серебром (кюстелит содержит до 20 % Au; электрум — свыше 20 % Au), от которого золото белеет, а также с медью (купроаурид содержит до 20 % Си), примесь которой придает золоту красноватый оттенок. Висмутаурит содержит до 4 % Bi; порпецит — до 11 % Pd и до 4 % Аg. Кристаллы золота (октаэдры, додекаэдры и кубы) встречаются редко.

Характерны неправильной формы зерна, вкрапленные в кварц. Ко­ренные месторождения золота образуются при движении термальных вод по трещинам и порам в кварце. Часто выпадает из растворов вместе с сульфидами. При выветривании коренных месторождений вода выносит крупицы золота в ручьи, реки, на дне которых образуются россыпи золота, добываемые драгами. Поликсен, Pt.

Минералы — самородные элементы — Игорь Пеков

Название от греч. «поли» — много, «ксенос» – чужой (имеется в виду наличие многочисленных примесей в Pt). В технике и быту называют платиной (от испанского «плата» — серебро), т.е. похожая на серебро, «серебрецо». Содержит до 30 % Fe, что дает минералу магнитность (до 14 % Си; до 7 % Pd, до 7 % Ir; до 4 % Ro, до 6%Ni). Pt кристаллизуется в виде мелких зерен в ультраосновных магмах.

Характерные признаки: стально-серый цвет, металлический блеск, высокая плотность. Растворяется только в нагретой царской водке, что позволяет отличить Pt от похожего серебра. Необычайно пластична: из 1 г изготавливается до 500 км проволоки. Присутствие иридия в Pt повышает ее твердость до 7. Используется в качестве катализатора в химии, для изготовления химических тиглей, термопар.

Железо, Fe. Самородное железо бывает теллурическим (т.е. земным) и метеоритным (т.е. космическим). Самородный чугун (теллурическое железо) образуется при взаимо­действии железистой магмы с углем, графитом или при подземных пожарах угольных пластов на контакте с железной рудой. Метеоритное железо (феррит) содержит обычно включения троилита (FeS), муссонита SiC и когенита (Fe3С).

В подавляющем большинст­ве случаев содержит много Ni (до 48 %), который распределен в ме­теоритах неравномерно, концентрируясь полосами, пересекающимися в шлифе под углом друг к другу. Это чередование светлых и темных полос (видманштеттова структура) характерно для метеоритного железа и особенно хорошо выявляется при травлении шлифов слабым спиртовым раствором HN03.

Метеоритное железо изредка наблюдается в форме правильных кубов (гексаэдрическое железо) и октаэдров (октаэдрическое железо). Обычно в виде оплавленных масс неокруг­ленной формы с характерными пальцеобразными впадинами на поверх­ности. Так называемое «палласово железо» содержит в себе вклю­чения оливина (MgFeSiO4­). Мезосидерит содержит включения железа в массе силикатов.

Две последние разновидности метеоритового железа относятся к так называемым железокаменным метеоритам. Сера, S. Характерны алмазный блеск, желтый цвет, хрупкость; горит синим пламенем, распространяя запах сернистого ангидрида. Образуется при выветривании гипса CaS04 .

2 Н2О и сульфидов с участием микробов, а также при окислении сероводорода, выделяю­щегося из вулканов: Н2S + О2 = 2Н2O + S. Используется для приго­товления пороха, для вулканизации резины, в медицине и химии. Месторождения: о. Сицилия (Италия), Средняя Азия (Шор-Су) и в По­волжье (район г. Твери).

Монгольский период истории Казахстана — лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию. Графит, С. Название от греч. «графо» — пишут; имеется в виду спо­собность графита оставлять черную черту на бумаге. Образуется при кристаллизации из магмы при высоких температурах и низких давлениях, а также при природном коксовании углей на их контактах с магмой.

Разновидности: скрытокристаллический графит и аморфный шунгит. Графит жирен на ощупь, пишет по бумаге. От похожего молибденита отличается более черным цветом и меньшим блеском. Применяется для изготовления электродов и огнеупорных блоков, графитовых блоков для атомных реакторов. Месторождения: о. Цейлон, о. Мадагаскар, Австралия.

Алмаз, С. Название от греч. «адамас» — непреодолимый (имелась в виду необычайная твердость алмаза). Кристаллизует­ся из ультраосновной магмы в виде октаэдров при давле­ния свыше 10 ГПа. и температурах около 2000 °С. Алмаз, вероятно, кристаллизуется из магмы первым на больших глубинах, после чего выносится жидкой магмой к дневной поверхности через жерла гигант­ских вулканов. Остатки таких вулканических трубок (диатрем), за­полненных ультраосновной магмой, подвергшейся выветриванию в течение 140 — 150 млн. лет, находят в наше время в Якутии (Россия) и в ЮАР. Смесь остатков оливина с продуктами его распада, представляю­щая собой зеленовато-синюю глину, называется кимберлитом.

Источник: studizba.com

Общая характеристика самородных металлов с подробной характеристикой самородной меди и золота.

В самородном состоянии в земной коре устанавливается свыше 30 химических элементов, главным образом металлов. Сюда же относятся ряд газов и редко встречающиеся элементы в жидком состоянии. Общее весовое значение самородных элементов в земной коре очень невелико (не превышает 0,1 % всей массы земной коры).

Из этого количества на долю азота приходится около 0,04 %, кислорода — 0,01–0,02 %. Все остальные элементы, встречающиеся в самородном виде, составляют, следовательно, не больше 0,05 %. Из них в наибольших относительных количествах представлены: водород, аргон, гелий, углерод, сера, золото, элементы платиновой группы, медь и висмут. Некоторые химические элементы в природе встречаются исключительно или почти исключительно в самородном состоянии и носят название благородных элементов.

Особое положение в таблице занимает также группа благородных металлов (Ru, Rh, Pd, Ag, Os, Ir, Pt и Аu), располагающихся в больших периодах менделеевской таблицы — пятом и шестом. Характерно, что в этих периодах атомные радиусы элементов в вертикальных группах почти тождественны (явление так называемого лантаноидного сжатия атомных объемов).

Это обстоятельство играет очень важную роль в химизме этих элементов в природных условиях, особенно в образовании изоморфных смесей для благородных металлов. Металлы платиновой группы, образуя твердые растворы, в месторождениях распространены всегда совместно. Элементы триады Fe, Co, Ni в составе этих минералов занимают обычно подчиненное положение.

Еще резче проявлен изоморфизм для Аu и Ag, тогда как Сu в виде твердого раствора в них встречается очень редко. Собственно самородные элементы составляют чуть более 30 минеральных видов. Некоторые элементы, как известно, устанавливаются в двух или более полиморфных модификациях (алмаз, графит).

Общее число минеральных видов, относящихся к данному разделу, превышает 100, т. е. оно значительно больше, чем число элементов, в них входящих. Кристаллические структуры и физические свойства минералов. Самородные элементы, встречающиеся в твердом состоянии, обладаютразличными кристаллическими структурами.

По типу сил связей междуатомами преобладающее значение имеют атомные структуры плотнейшей упаковки с металлической связью, иногда с признаками связей, переходных к гетерополярной и вандерваальсовской. Этими особенностями обусловлен ряд важных общих свойств самородных металлов.Из всех природных веществ самородные металлы обладают наилучшейэлектропроводностью и теплопроводностью.

Все они в полированном видеобладают сильным металлическим блеском, т. е. высокой отражательнойспособностью. Показатели преломления, от которых зависит блеск, являются наивысшими. Точно так же и показатели поглощения света исключительно высоки. Обладают высокой электропроводностью. Это полностью непрозрачные металлы.

Цвет преобладающего большинства самородных металлов серебряно- или оловянно-белый. Бросающимся в глаза исключением являются цвета золота и меди. Допускают, что избирательное отражение света связано с особенностями зонной структуры этих металлов. Из всех известных минералов самородные металлы обладают наибольшим удельным весом.

В отношении твердости исключение составляют лишь иридий и минералы, содержащие этот элемент в значительных количествах. Благородные металлы, характеризующиеся лантаноидным сжатием атомных объемов, более устойчивы в химическом отношении. Вследствие этого золото и минералы платиновой группы широко распространены в россыпях речных долин.

Физические свойства группы полуметаллов (мышьяка, сурьмы и висмута) несколько отличаются от свойств типичных металлов. Проводимость этих веществ с ростом температуры повышается, в отличие от металлов. Общими для всех трех металлов являются морфологические особенности кристаллов и направления спайности, что строго согласуется с особенностями их кристаллического строения. Твердые при нормальных условиях неметаллы по кристаллическим структурам и связанным с ними свойствам совершенно не похожи на типичные металлы.

МЕДЬ — Сu. Сингония кубическая; гексаоктаэдрический в. с. Облик кристаллов. Правильно образованные кристаллы редки. Встречаются двойники срастания по (111) и кратные двойники, иногда в виде кристаллических дендритов. Агрегаты.

Часто наблюдаются неправильные пластинчатые дендриты или реже целые пластины, образовавшиеся в трещинах пород при экзогенных процессах. В верхних частях месторождений (в зонах окисления) находили даже сплошные массы в несколько тонн весом. Цвет меди медно-красный, в свежем изломе — розовый, часто с побежалостью. Черта розовая, металлически блестящая.

Блеск типичный металлический. Твердость 2,5–3. Обладает ковкостью. Излом крючковатый. Спайность отсутствует. Уд. вес. 8,5–8,9.

Прочие свойства. Прекрасный проводник электричества. Происхождение. Самородная медь образуется в восстановительных условиях при различных геологических процессах. Типичные гидротермальные месторождения, имеющие самостоятельное значение, очень редки, они тяготеют к основным породам. В виде микроскопических выделений медь нередко наблюдается в гидротермально измененных основных изверженных породах, где она могла

образоваться в результате разложения медьсодержащих сульфидов. Наиболее обычно нахождение меди в нижних частях зон окисления медносульфидных месторождений в ассоциации с купритом (Сu2О), малахитом, иногда халькозином (Cu2S) и другими медными минералами.

В виде пластинок и неправильной формы пластинчатых ветвистых образований она может быть встречена в трещинах боковых пород по соседству с месторождением. Известны месторождения меди в осадочных породах, преимущественно в песчаниках в виде цемента между песчинками или в виде неправильной формы конкреций, иногда в ассоциации с купритом, малахитом, азуритом и другими без видимой связи с первичными медными месторождениями.

Наконец, необходимо упомянуть о так называемой цементной меди, которая выделяется на железных предметах (скобах, болтах, рельсах) в заброшенных горных выработках, залитых рудничными водами, содержащими в растворе сульфаты меди. Свойство металлического железа высаживать из растворов медь используется для целей получения этого металла в промышленных масштабах. Поведение самородной меди в кислородной обстановке характеризуется образованием окислов меди на ее поверхности, а в водно-воздушной среде — основных карбонатов меди (малахита и азурита) в виде корок. Псевдоморфозы самородной меди известны по куприту, халькозину, изредка по органическим остаткам (чаще по обломкам древесины).

ЗОЛОТО — Au. Сингония кубическая; гексаоктаэдрический в. с. Облик кристаллов. Кристаллы встречаются редко, притом преимущественно в виде октаэдров , реже ромбододекаэдров иизредка в виде кубов . Плоскости граней обладают комбинационной штриховкой. Часты сростки и двойники по (111). Агрегаты.

Обычно наблюдается в виде неправильной формы зерен, включенных в кварцевую или рудную массу. Цвет самородного золота золотисто-желтый (у богатых серебром разностей — бледно-желтый). Черта металлическая, желтая. Блеск типичный металлический. Твердость 2,5–3,0.

Ковко и тягуче. Легко расплющивается в тончайшие листочки. Спайность отсутствует. Уд. вес 15,6–18,3 (для чистого золота 19,30). Прочие свойства. Обладает высокой тепло- и электропроводностью.

Происхождение. Наибольшая масса золота распространена в типичных гидротермальных месторождениях, генетически связанных с интрузивами кислых изверженных пород. Парагенетически оно чаще всего связано с кварцем и сульфидами (пиритом, арсенопиритом, блеклыми рудами, халькопиритом, реже с галенитом, сфалеритом), иногда с теллуридами золота и серебра.

Весьма характерно, что так называемое видимое золото, как правило, выделяется в числе самых последних минералов, нередко приурочиваясь к трещинкам в ранее образовавшихся минералах. Кроме видимого, различают также «связанное» золото, открываемое в существенных количествах химическими анализами в сульфидах, главным образом в пирите и арсенопирите (Fe[AsS]), лишь частично наблюдаемое под микроскопом.Как новообразование самородное золото встречается в зонах окисления сульфидных месторождений в ассоциации с лимонитом, азуритом, свинцовыми, висмутовыми, сурьмяными охрами и др. Установлено также, что серебро, содержащееся в золоте, в условиях поверхностного выветривания частично выносится, и вследствие этого золото по периферии и вдоль трещинок становится более высокопробным.

Источник: megaobuchalka.ru

23. Общая характеристика самородных металлов с подробной характеристикой самородной меди и золота.

В самородном состоянии в земной коре устанавливается свыше 30 химических элементов, главным образом металлов. По типу сил связей между атомами преобладающее значение имеют атомные структуры плотнейшей упаковки с металлической связью, иногда с признаками связей, переходных к гетерополярной и вандерваальсовской.

Из всех природных веществ самородные металлы обладают наилучшей электропроводностью и теплопроводностью. Все они в полированном виде обладают сильным металлическим блеском, т. е. высокой отражательной способностью.

Из всех известных минералов самородные металлы обладают наибольшим удельным весом. Ковкость и пластичность металлов обусловлены главным образом числом направлений, нормально к которым расположены плотнейшие упакованные слои.

Цвет преобладающего большинства самородных металлов серебряно- или оловянно-белый. Бросающимся в глаза исключением являются цвета золота и меди.

Медь. Cu. Сингония кубическая. Часто наблюдаются неправильные пластинчатые дендриты или реже целые пластины, образовавшиеся в трещинах пород при экзогенных процессах. Цвет меди медно-красный, в свежем изломе — розовый, часто с побежалостью. Черта розовая, металлически блестящая.

Блеск типичный металлический.

Твердость 2,5–3. Обладает ковкостью. Излом крючковатый. Спайность отсутствует. Уд. вес. 8,5–8,9. Самородная медь образуется в восстановительных условиях при различных геологических процессах.

Наиболее обычно нахождение меди в нижних частях зон окисления медносульфидных месторождений в ассоциации с купритом (Сu2О), малахитом, иногда халькозином (Cu2S) и другими медными минералами.

Золото. Au. Сингония кубическая. Обычно наблюдается в виде неправильной формы

зерен, включенных в кварцевую или рудную массу. Цвет самородного золота золотисто-желтый. Черта желтая. Блеск типичный металлический. Твердость 2,5–3,0.

Ковко и тягуче.

Легко расплющивается в тончайшие листочки. Спайность отсутствует. Уд. вес 15,6–18,3 (для чистого золота 19,30). Наибольшая масса золота распространена в типичных гидротермальных месторождениях, генетически связанных с интрузивами кислых изверженных пород. Парагенетически оно чаще всего связано с кварцем и сульфидами, иногда с теллуридами золота и серебра и др.

Весьма характерно, что так называемое видимое золото, как правило, выделяется в числе самых последних минералов, нередко приурочиваясь к трещинкам в ранее образовавшихся минералах.

24. Общая характеристика самородных неметаллов. Сравнительная характеристика алмаза и графита.

Твердые при нормальных условиях неметаллы по кристаллическим структурам и связанным с ними свойствам совершенно не похожи на типичные металлы.

Алмаз. С. Сингония кубическая. Облик кристаллов октаэдрический, иногда с треугольными скульптурами антискелетного роста на гранях, менее обычен додекаэдрический; редко кубический и изредка тетраэдрический. Цвет. Бесцветный водяно-прозрачный или окрашенный в голубой, синий, желтый, розовый, бурый и черный цвета. Блеск сильный алмазный. Показатель преломления N = 2,40–2,48.

Твердость 10. Абсолютная твердость в 1000 раз превышает твердость кварца и в 150 раз — корунда. Хрупок. Спайность средняя по . Уд. вес 3,47–3,56.

Коренные месторождения генетически связаны с ультраосновными глубинными изверженными породами повышенной щелочности: кимберлитами, лампроитами и отчасти с перидотитами, и др.

Графит. С. Сингония гексагональная. Агрегаты часто тонкочешуйчатые. Реже распространены шестоватые или волокнистые массы. Цвет графита железно-черный до стально-серого.

Черта черная блестящая. Блеск сильный металловидный; скрытокристаллические агрегаты матовые. В тончайших листочках просвечивает серым цветом. Твердость 1. Жирен на ощупь. Мажет бумагу и пальцы. Спайность совершенная. Уд. вес 2,09–2,23.

В природе графит образуется при восстановительных процессах в условиях высоких температур. Встречается иногда среди магматических горных пород разнообразного состава, преимущественно щелочных. Широко распространены метаморфические месторождения графита, возникшие за счет каменных углей или битуминозных отложений в условиях регионального метаморфизма или под влиянием интрузий магмы.

Источник: studfile.net