Твердость минералов по Шкале Мооса
Шкала Мооса (минералогическая шкала твердости) — набор эталонных минералов для определения относительной твердости способом царапания. В качестве стандартов приняты 10 минералов, расположенных в порядке растущей твердости.
Состоит из 10 стандартов твердости: тальк — 1; гипс — 2; кальцит — 3; флюорит — 4; апатит — 5; ортоклаз — 6; кварц — 7; топаз — 8; корунд — 9; алмаз — 10.
Минералы с индексом ниже 7 числятся мягенькими, выше 7 — жесткими.
В целом основная масса природных соединений обладает твердостью от 2 до 6.
Шкала твердости предложена в 1811 году германским минералогом Фридрихом Моосом.
Твердость камня — это сопротивление, которое оказывает его поверхность при попытке поцарапать ее другим камнем либо другим предметом; твердость представляет собой меру связности атомной структуры вещества. Твердость 1-го и такого же камня может быть различной в различных направлениях. Огромным различием твердости в различных направлениях посреди других минералов выделяется кианит: твердость меняется у него от 5 до 7, и в одних направлениях эталон царапается ножиком, а в других нет.
Гемсловарик: шкала Мооса
Значения шкалы от 1 до 10 соответствуют 10 всераспространенным минералам — от талька до алмаза. Твердость минерала измеряется методом поиска самого твердого эталонного минерала, который он может поцарапать; и/либо самого мягенького эталонного минерала, который царапает данный минерал. Все просто. К примеру, если минерал царапается апатитом, но не флюоритом, то его твердость находится в спектре от 4 до 5.
Промежные степени твердости камня выражаются в виде дробей. Так, число 8 1/2, относящееся к хризобериллу, значит, что он царапает топаз приблизительно так же, как сам царапается корундом. Гранат пироп несколько тверже кварца (7) и несколько мягче берилла (7 1/2), потому его твердость обозначается как 7 1/4.
Принципиально держать в голове, что скрытокристаллические, тонкопористые и порошковатые разности минералов владеют неверными малыми твердостями. К примеру, гематит в кристаллах имеет твердость 6, а в виде красноватой охры меньше 4.
Каждый владелец алмазного перстня знает, что алмаз просто царапает оконное стекло. Алмазом стекло и режут. Если мы станем пробовать другие драгоценные камешки, то обнаружится, что и они царапают стекло, но не так просто, а далее — топаз царапает оконное стекло, но на самом топазе оставляет царапинки корунд, который в свою очередь поддается всесильному и самому жесткому алмазу.
Эталоны одних и тех же минералов, приобретенные из различных мест, отличаются друг от друга по трудности процесса огранки и полировки. Об алмазах с Калимантана и из Нового Южного Уэльса молвят, что они значительно тверже алмазов из Южной Африки и из других мест и что при их огранке появляются трудности.
Цейлонские сапфиры тверже, чем рубины, а кашмирские сапфиры — мягче.
Шкала Мооса создана для грубой сравнительной оценки твердости материалов по системе мягче-тверже. Испытываемый материал или царапает идеал и его твердость по шкале Мооса выше, или царапается образцом и его твердость ниже образца. Таким макаром, шкала Мооса информирует только об относительной твердости минералов.
Самый Твёрдый… Шкала Мооса. Химия – Просто
Кроме шкалы Мооса, конечно есть и другие способы определения твердости минералов, но разные шкалы твердости нельзя совершенно точно сопоставить вместе. Практикой приняты несколько более четких систем измерения твердости материалов, ни одна из которых не покрывает весь диапазон шкалы Мооса.
Заказать независимую товароведческую экспертизу
Нажимая кнопку «Отправить», вы автоматом выражаете согласие на обработку собственных индивидуальных данных и принимаете условия Пользовательского соглашения.
Бытовые средства измерения твердости
Время от времени для определения твердости приходится воспользоваться средствами, которые есть под рукою, хотя в неких случаях они бывают недостаточно точны (карандаш -1, соль поваренная — 2, ноготь — 2.5, медная монета — 3, металлический гвоздь — 4, стекло — 5, металлической ножик — 6, ратфиль — 7). При определении твердости всегда следует испытывать свежайшую поверхность минерала.
Для практических целей отлично уяснить:
- ноготь оставляет царапинку на гипсе и поболее мягеньких субстанциях;
- обыденное оконное стекло мало мягче полевого шпата;
- железное лезвие ножика незначительно тверже полевого шпата, приближаясь по твердости к кварцу, и просто царапает стекло.
Классификация природных каменных материалов по твердости
Мрамор (ахроматический и хроматический), конгломерат, брекчия, известняк, песчаник, вулканический туф, известковый туф, сланцы
Линейная твердость
Линейная твердость определяется абсолютной шкалой твердости, а не шкалой Мооса. Вот абсолютная шкала твердости:
Тальк — 1 — Скоблится ногтем
Гипс — 3 — Царапается ногтем
Кальцит — 9 — Царапается медной монетой
Флюорит — 21 — Просто царапается ножиком
Апатит — 48 — С трудом царапается ножиком
Ортоклаз — 72 — Царапается ратфилем
Кварц — 100 — Царапает оконное стекло
Топаз — 200 — Просто царапает кварц
Корунд — 400 — Просто царапает топаз
Алмаз — 1600 — Не царапается ничем (а сам при всем этом просто царапает корунд)
10+ самых твердых минералов в мире — По шкале Мооса
Твердость хоть какого минерала определяется по их шкале Мооса, чем тяжелее минерал, тем выше его число Мооса. Шкала Мооса была разработана Фридрихом Моосом, германским геологом и минералогом в 1812 году. Этот способ основан на возможности 1-го минерала приметно царапать другие.
Хотя шкала Мооса не является четкой и строго порядковой, она употребляется в геологии в главном для выявления разных минералов. Для проведения скрэтч-теста металлург употребляет склерометр либо тернер-склерометр. Ниже приведен перечень 12 самых жестких минералов в мире.
10. Тальк
Твердость по Моосу — 1
Химическая формула — MgSi4O10 (OH) 2
Абсолютная твердость — 1
Тальк — это минерал, состоящий из гидратированного силиката магния. По шкале 10 самых твердых минералов тальк указан как 1 по шкале твердости по Моосу. Только цезий, рубидий с твердостью 0,2-0,3 и литий, натрий и калий с твердостью 0,5-0,6 мягче талька. Это распространенный метаморфический минерал в метаморфических поясах западных штатов США, западных Альп и в гималайском регионе.
9. Гипс
Твердость по Моосу — 2
Химическая формула -CaSo4 2H2O
Абсолютная твердость — 3
Гипс является сульфатным минералом, состоящим из дигидрата сульфата кальция. Это может быть использовано в качестве удобрения. Различные формы гипса основаны на древних скульптурах Месопотамии, Древнего Рима и Византийской империи. Орбитальные снимки с Марса разведывательного орбитального аппарата (MRO) указывают на существование гипсовых дюн в крайней северной области Марса. США, Бразилия, Индия входят в тройку стран с самыми большими запасами гипса в мире. Широко используется в почвенном кондиционере и тофу (соевый творог).
8. Кальцит
Твердость по Моосу — 3
Химическая формула — CaCO3
Абсолютная твердость — 9
Кальцит относится к карбонатной группе минералов и является наиболее стабильным полиморфом карбоната кальция. Кальцит является распространенным компонентом осадочных пород, большая часть которых образуется из мертвых морских организмов. Он имеет шкалу твердости по Моосу 3 и удельный вес 2,71. Одна из замечательных природных кальцитовых структур — пещера Снежная река в округе Линкольн, штат Нью-Мексико.
7. Флюорит
Твердость по Моосу — 4
Химическая формула — CaF2
Абсолютная твердость — 21
Флюорит или плавиковый шпат — это цветной минерал, и из-за его умеренной твердости он используется для изготовления украшений и других художественных работ. Флюорит также часто встречающийся минерал — Китай, Мексика, Южная Африка являются одними из крупнейших стран-производителей флюорита в мире. Его основное использование в оптике, где это используется в качестве материала окна. Оптические линзы также состоят из флюорита из-за его низкой дисперсии, вызывающей отсутствие или меньшую хроматическую аберрацию.
6. Апатит
Твердость по Моосу — 5
Химическая формула — Ca5 (PO4) 3 (OH-, CI-, F-)
Абсолютная твердость — 48
Апатит представляет собой группу фосфатных минералов, которые обычно известны как гидроксилапатит, фторапатит и хлорапатит. Это также один из немногих минералов, который производится и используется биологическими системами микроэкологии. Основное применение апатита — производство удобрений, поскольку он является хорошим источником фосфора. Образцы горных пород, собранные астронавтами во время программы «Аполлон», свидетельствуют о наличии следов апатита.
5. Ортоклаз полевого шпата
Твердость по Моосу — 6
Химическая формула — KAISi3O8
Абсолютная твердость — 72
Ортоклаз полевого шпата является важным минералом, который образует магматические породы. Ортоклаз является распространенным компонентом большинства гранитов и других вулканических пород. Это обычное сырье для изготовления стекол и некоторых керамических изделий, таких как фарфор, а также в качестве составляющей чистящего порошка.
4. Кварц
Твердость по Моосу — 7
Химическая формула — SiO2
Абсолютная твердость — 100
Кварц является вторым по распространенности минералом в земной коре только после полевого шпата. Есть много различных сортов кварца, найденных в Европе. Это важный компонент осадочных и метаморфических пород. Кристалл кварца обладает пьезоэлектрическими свойствами и широко используется в качестве кварцевого генератора. Кварцевые часы — знакомое устройство, использующее этот минерал.
3. Топаз
Твердость по Моосу -8
Химическая формула — AI2SiO4 (OH-, F-) 2
Абсолютная твердость — 200
Топаз является силикатным минералом алюминия и фтора, и его кристаллы в основном имеют форму пирамиды. Чистый топаз бесцветный и прозрачный, но обычно он окрашен примесями. Типичный топаз имеет желтый, бледно-серый, красновато-серый или сине-коричневый цвет. Большое количество топаза находится в Шри-Ланке, Германии, Норвегии, Нигерии, Австралии, Японии, Бразилии, Мексике и Соединенных Штатах.
2. Корунд
Твердость по Моосу — 9
Химическая формула — AI2O3
Абсолютная твердость — 400
Корунд — второй по твердости минерал в масштабе Мооса. Это кристаллическая форма оксида алюминия со следами железа, хрома, ванадия и титана. Чистый корунд прозрачен, но, с другой стороны, в присутствии примесей он может иметь разные цвета. Корунд разного цвета имеет разные названия, корунд красного цвета известен как рубин, а оранжево-розовый — падпарадша, а все остальные — сапфир.
1. Бриллиант
Твердость по Моосу — 10
Химическая формула — C
Абсолютная твердость — 1600
Алмаз является самым твердым известным природным минералом по шкале Мооса. Твердость алмаза зависит от его чистоты, а самый твердый алмаз может быть поцарапан только другими алмазами. Некоторые синие бриллианты являются естественными полупроводниками, некоторые — электрическими изоляторами, а остальные — электрическими проводниками.
Ежегодно добывается около 26000 кг алмазов, из которых 50% алмазов происходит из Центральной и Южной Африки. Многие недавние исследования показывают, что Алмаз больше не является самым твердым минералом на Земле и заменен следующим.
Вюрцит нитрид бора
На Земле существует очень небольшое количество нитрида бора вюрцита. Они либо найдены естественным путем, либо синтезированы вручную. Различные моделирования показали, что нитрид бора вюрцита может выдерживать на 18 процентов больше стресса, чем алмаз. Естественно, они производятся во время извержений вулканов из-за очень высоких температур и давления.
Лонсдейлит
Лонсдейлит, также известный как шестиугольный алмаз, был назван в честь Кэтлин Лонсдейл, известного ирландского кристаллографа. Считается, что лонсдалеит на 58 процентов тверже алмаза. Лонсдейлит — это природный минерал, образующийся, когда метеориты, содержащие графит, ударяются о землю. Тепло и напряжение в результате удара превращают графит в алмаз, сохраняя при этом гексагональную кристаллическую решетку графита.
ИсточникСамый твердый по шкале мооса
- метизы +7 (495) 232-19-36
- абразивы +7 (495) 232-18-22
- инструмент +7 (495) 232-18-21
- сервис +7 (495) 660-57-47
Прайс-листы
Оставьте Ваше сообщение, и мы обязательно ответим Вам
10 ступеней шкалы Мооса
Кто на свете всех… тверже? Это вовсе не праздный вопрос. У технических специалистов практическая цель: какой материал каким можно обрабатывать, а какой отложить в сторонку? Шкалу относительной твердости минералов, то есть рейтинг минералов по твердости, придумал немецкий минералог и геолог Карл Фридрих Христиан Моос. В 1811 году он предложил выбрать 10 эталонных минералов, расположив их по мере возрастания твердости. А твердость остальных сравнивать с эталонными. Например, если один минерал оставляет царапины на эталоне уровня 2, а на нем самом остаются отметки от эталона уровня 3, то значит твердость нашего минерала где-то 2-3. Как вы догадываетесь, точность характеристик у Мооса была весьма приблизительной, но его шкала твердости прижилась и используется по сей день, несмотря на то, что появились новые методы измерений, специальные инструменты и более точные параметры измерения твердости. Вероятно, дело в удачно выбранных эталонных минералах. Так что же это за ступеньки в лестнице твердости по Моосу?
1. Тальк
Пожалуй, что не найдется человека, который никогда в жизни не сталкивался с тальком. Но в определенном возрасте: тальк используют в качестве детской присыпки. Тальк обрел популярность с развитием резиновой промышленности: пересыпанные тальком резиновые поверхности не слипаются между собой и не так изнашиваются при трении друг о друга. Поэтому тальк можно встретить внутри резиновых перчаток, велосипедных шин. Жирный на ощупь тальк уменьшает трение, поэтому ошибается тот, кто считает, что именно тальком натирают руки тяжелоатлеты и гимнасты. Все не так: спортсменам нужно улучшить сцепление рук со снарядами, их белый порошок – это магнезия.
Пищевая добавка Е553b – это тоже тальк. Как и составная часть некоторых таблеток и косметических средств. Так что тальк употребляют не только наружно, но и внутрь. Первое место на шкале Мооса тальку обеспечил тот факт, что на нем может оставить черту даже ноготь, а им самим не поцарапать никакой минерал.
Одну ступеньку с тальком делит минерал графит. Запомним это, а удивляться будем после.
2. Гипс
Второй эталон твердости тоже знаком всем, хотя бы по названию. Все знают, что если порошок гипса развести в воде, то полученной кашицей можно загипсовать, то есть зафиксировать в неподвижности ногу-руку. Эту кашицу можно залить в форму и получить розетку или карниз, или скульптуру, можно сделать из нее массу других несиловых строительных конструкций. Не все знают, что порошок для этих операций – это не просто измельченный минерал, а предварительно обожженный, нагретый. Тогда он и приобретает нужные свойства – размягчаться, а потом застывать. Свойства эти замечены и используются издревле: в Сирии обнаружены гипсовые статуэтки конца четвертого тысячелетия до нашей эры. Точнее сказать, статуэтки не гипсовые, а алебастровые: алебастр – это тоже гипс, только его зернистая разновидность. Мы привыкли к белым гипсу и алебастру, но встречается минерал других цветов: розовый, желтый. В США, Италии и Китае отыскали даже черный алебастр.
Гипс тоже можно поцарапать ногтем, а сам он оставляет следы на тальке. Вот вам и вторая ступень.
3. Кальцит
Кальцит – это, выражаясь языком химиков, карбонат кальция, то есть кальциевая соль угольной кислоты. На геологическом языке это породообразующий минерал. Кальцит входит в известняки, мергели, мел. Мрамор целиком состоит из кальцита. А биологи называют кальцит самым распространенным биоминералом: из него состоят раковины и скелеты беспозвоночных.
Кристалл кальцита – то, например, кристалл исландского шпата, чудесного минерала, в котором впервые обнаружили двойное лучепреломление, то есть разделение падающего на кристалл луча света на два. Так вот этим кристаллом вполне можно провести заметную черту на гипсе. Сам кальцит царапается медной монетой. И не только кальцит. Такая же твердость по Моосу, например, у золота и серебра. А вот эталон все же кальцит. Наверное, потому, что чаще встречается.
4. Флюорит
Эталон 4-й ступени шкалы Мооса часто называют плавиковым шпатом. Название флюорит, то есть «текучий» на латыни, минерал получил по основному применению: в металлургии его добавляют в расплав, чтобы получились легкоплавкие шлаки. А вот от названия плавиковый шпат пошло название фтористоводородной кислоты – плавиковая кислота. Производство плавиковой кислоты, которая растворяет стекло, – это еще одно современное применение флюорита.
Минерал известен издавна: в древности из него делали всякие красивые мелочи – вазочки, шкатулки, посуду, украшения. Флюорит бывает разных цветов: желтый, зеленый, синий, красный, даже фиолетово-черный. Безделушки из него получались красивые и ценились выше золота. При нагревании минерал светится, что придает изделиям из него особый шарм.
Флюорит используют в ювелирной промышленности до сих пор. Из редких бесцветных кристаллов делают линзы. Обрабатывать такие линзы легко, ведь флюорит легко царапается ножом или стеклом.
5. Апатит
Странное название – от греческого слова со значением «обманываю» – этот минерал из класса фосфатов получил за то, что его многообразные виды часто вводили в заблуждение горе-специалистов, и они путали апатит то с бериллом, то с турмалином, то еще с чем-нибудь. Моос рассчитывал, что апатит обманывать впредь не будет, и назначил его эталоном для пятой ступени твердости минералов. Апатит, в отличие от флюорита, уже с трудом царапается ножом и стеклом. Вот эта небольшая разница и переводит апатит на другую ступень шкалы Мооса.
Апатит – сырье для производства фосфорных удобрений, фосфора и фосфорной кислоты. Для ювелирной промышленности кристаллы апатита подходят мало. Самый крупный кристалл, пригодный для ювелирного использования, нашли в Кении, весил он 147 карат, то есть меньше 30 граммов.
Промышленные месторождения апатитов не очень многочисленны. И самое большое в мире – Хибинское на Кольском полуострове в России. Там даже город Апатиты есть.
6. Ортоклаз
Ортоклаз, как и кальцит, очень распространенный породообразующий минерал из класса силикатов. Он относится к полевым шпатам. Ортоклаз – это, иначе говоря, калиевый полевой шпат.
Как ювелирный или поделочный камень значения практически не имеет. Прозрачные или слегка желтые кристаллы родом с Мадагаскара иногда гранят в угоду коллекционерам. Используют ортоклаз как сырье для производства фарфора и электрокерамики.
Ортоклаз можно царапать напильником, и Моос назначил его эталоном в своей шкале под номером шесть.
Примерно такую же твердость – от 5,5 до 6,5 имеет куда более привлекательный опал. Но эталоном его не назначить: разновидностей много, а твердость у них колеблется. Зато многообразие видов и расцветок опала делают его замечательным поделочным камнем. Он известен с древности, и это подтверждает, в частности, его название: ведь на санскрите «упалах» это просто «камень».
7. Кварц
Химическая формула кварца проста: SiO2, то есть диоксид кремния. Кварц – самый распространенный минерал в земной коре: по массе он составляет более 60%. Кварц видели все – это обыкновенный песок. А еще авантюрин, агат, горный хрусталь, аметист, цитрин, кошачий глаз, соколиный глаз, тигровый глаз и прочая и прочая.
В массе своей обыкновенный кварц идет на изготовление стекла, в том числе особого кварцевого, и керамики. Кристаллы кварца обладают свойством вырабатывать электрический заряд на поверхности при деформации, такие материалы называют пьезоэлектрики. И применяют их в разнообразной современной аппаратуре.
Многочисленные разноцветные виды кварцев – ювелирные камни. Известны в этом качестве с древности и едва не на всех континентах. Интересное применение аметисту нашли древние греки: они опускали кристалл в сосуд с вином и разводили вино водой до цвета аметиста. И только тогда пили.
Мооса ни история, ни красота кварца не волновали. Достаточно было свойств: кварцем можно слегка поцарапать стекло, а сам он обрабатывается алмазом. Этого достаточно, чтобы угодить в эталоны седьмого уровня.
8. Топаз
Эталон восьмой ступени шкалы твердости, камень, которым можно поцарапать стекло и даже кварц, выбран достойный. Полудрагоценный камень топаз получил свое название по месту первых находок на острове Топазиос в Красном море. А на Урале его звали «тяжеловесом»: удельный вес у него большой. Русские топазы, по мнению знаменитого минералога академика Ферсмана, «занимают исключительное место среди топазов всего света». В уральской Мурзинке топазы нежно-голубые, в Санарке и Каменке – красновато-фиолетовые, на украинской Волыни голубые и винно-желтые. В 1965 году там нашли винно-желтый топаз весом 117 килограммов. Рекорд же массы у бразильского топаза из провинции Минас-Жерайс, он весил 5 тонн 8 центнеров.
Кстати, именно пятью топазами украшен знаменитый орден «Золотого руна», который хранится в Алмазном фонде России. А вот на королевскую корону Португалии топаз попал по ошибке: камень бразильского происхождения был прозрачным. И его спутали с алмазом.
9. Корунд
Почти вершина твердости, эталон девятой ступени шкалы. Обработать корундом можно практически всё, его же – только алмазом.
Драгоценные камни рубин и сапфир – это тоже корунды. На Руси их называли яхонтами, соответственно, алым и лазоревым. Так что будете к кому эпитет яхонтовый прилагать, так не забывайте, что это свидетельство не только красоты и высокой цены, но еще и твердости.
Кроме красного и синего встречаются еще корунды зеленые и фиолетовые. Эти называют восточными изумрудом и аметистом. Желтые и оранжево-желтые корунды называют красивым словом падпараджа. Лейкосапфир или восточный алмаз – прозрачный корунд. Все эти камни имеют ту или иную ювелирную ценность. Рубин – высокую, сапфир – чуть ниже, и так далее.
Но есть еще и корунд обыкновенный – непрозрачный, сероватого цвета. У него ценность техническая. Твердость отправляет корунд в абразивные материалы, а высокая температура плавления – в огнеупоры. И всюду он хорош.
10. Алмаз
Вот и вершина шкалы твердости. В 1600 раз тверже эталона №1 – талька. На нем нельзя оставить отметину никаким другим минералом. Стекло алмаз режет как. Как алмаз и режет. И вот ведь удивительные шутки природы: графит с первой ступени твердости и алмаз – один и тот же химический элемент, углерод. Только, говоря мудреными химическими словами, аллотропные формы разные.
Еще древние греки называли этот камень несокрушимый – адамас. В алмаз это слово переделали арабы. Но не думайте, что кристалл алмаза такой уж несокрушимый, он твердый, но хрупкий: ударить покрепче, и он рассыплется.
Алмаз не только самый твердый, но и драгоценнейший. Как бы высоко не ценились рубины-сапфиры-изумруды, бриллианты, то есть ограненные алмазы, ценятся выше. И остаются самыми лучшими друзьями девушек.
Помимо прозрачных и бесцветных встречаются еще желтые, розовые, голубые, зеленые и даже красные камни. Алмазы находят в Африке, Азии, Австралии, Америке. По добыче алмазов Россия занимает второе место в мире. А недавно обнародована информация о мощнейшем месторождении – в триллионы карат – на границе Якутии и Красноярского края.
Источник