Современная классификация минералов основывается на химическом составе и кристаллической структуре вещества. По химическому составу и кристаллическому строению все известные минералы разбиваются на несколько классов, из которых важнейшими являются:
- самородные элементы (золото, сера, серебро, платиноиды, графит, медь);
- сульфиды (пирит, пирротин, галенит, сфалерит, борнит, молибденит, халькопирит);
- оксиды и гидроксиды (кварц, магнетит, ильменит, гематит, гетит, корунд, боксит);
- галогениды (галит, сильвин, флюорит);
- карбонаты (кальцит, доломит, магнезит, сидерит, малахит);
- сульфаты (ангидрит, гипс, мирабилит, барит);
- фосфаты (апатит, фосфорит, ксенотим, монацит);
- вольфраматы (вольфрамит, ферберит, гюбнерит, шеелит);
- силикаты (оливин, топаз, гранаты, эпидот, пироксены, плагиоклазы, берилл, турмалин, амфиболы, слюды, нефелин).
2.3.1. Класс самородных элементов
К этому классу относятся химические элементы, находящиеся в природе в свободном состоянии. Они составляют лишь около 0,1 % массы земной коры. Наиболее типичная форма кристаллической решетки у самородных элементов – атомная. Самородные элементы бывают как металлы, так и металлоиды.
ГДЕ РОЖДАЮТСЯ АЛМАЗЫ?
Самородные металлы обладают хорошей электропроводностью и теплопроводностью, большой плотностью (тяжелые), высокой отражательной способностью, что обусловливает наличие постоянного металлического блеска. Цвет и черта у самородных металлов также постоянные и характерные для каждого из них. Все они не царапают стекло, непрозрачны, спайности не имеют, ковкие.
Самородные металлы (медь, золото и др.) обладают металлическим блеском, блестящей чертой, цвет которой отвечает окраске минерала, ковкостью, отсутствием спайности. Неметаллы (сера, графит и алмаз) своими физическими свойствами резко отличаются от минералов первой группы (неметаллический и полуметаллический блеск, низкий удельный вес).
Особенностью этих минералов является их способность образовывать полиморфные модификации. Для самородной серы установлены три полиморфные модификации: -, - и -сера. Для углерода – графит и алмаз. Самородные металлоиды имеют неметаллический блеск, плотность у них небольшая (легкие). Самородные элементы встречаются как в глубинных зонах Земли, так и на ее поверхности.
Металлы
Источник: studfile.net
Характеристика класса самородных элементов
Самородные элементы – к ним относятся минералы, каждый их которых сложен атомами какого-либо одного химического элемента. В целом общее весовое значение самородных элементов не превышает 0,1% массы земной коры.
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 (ртуть, некоторые амальгамы). В самородном виде встречаются следующие элементы: азот, кислород, водород, углерод, сера, медь, висмут, фтор, хлор, железо, кобальт, никель; группа благородных металлов (Аи, Ag, Pt, Ru, Rh, Pd, Os, Ir); группа благородных газов (Не, Ne, Ar. Kr, Xe, Re), полуметаллы (As, Sb, Bi).
Умные люди отказываются покупать алмазы на аукционе Sotheby’s
Некоторые из самородных элементов обладают сильной химической инертностью. Они не вступают в соединения с кислородом и другими химическими элементами или легко восстанавливаются из этих соединений в земной коре.
Золото самородное Au — в мельчайших выделениях встречается в различных горных породах, широко распространено в россыпях, в зоне окисления месторождений. Как известно, золото является основным валютным и денежным металлом. Расходуется также на украшения, предметы роскоши, в приборостроении и другие цели.
Самый крупный в мире золотой самородок был найден в середине 19 века в австралийском поселке Балалат. Вес самородка «Плита Хольтермана» — 97 кг чистого золота. По некоторым данным, в XI веке в южной части Афганистана, в провииции Зарубан, был найден самородок золота размером «локоть на локоть». В переводе на современную меру масса такого самородка должна составлять около 2,5 тонн. Однако за давностью лет надежных подтверждений этой уникальнйо находке нет.
В России самый крупный золотой самородок был обнаружен в 1862 году на Урале. Самородок «Большой треугольник» весом 36,2 кг обнаружил на Царево-Александровском прииске мастеровой Николай Сюткин. В настоящее время «Большой треугольник» в числе других уникальных золотых и платиновых самородков хранится в Алмазном фонде в Москве. В нашем крае в устье р. Тарча, притоке р.Чибижек, был найден самородок «Бычья голова» весом 32 кг.
В Хабаровском крае в 2008 г. старатели артели «Амур» нашли уникальные образцы рудного золота, вес самого крупного самородка — 33 кг. Уникальный природный слиток пополнил Алмазный фонд России.
Серебро самородное Ag — встречается в сетчатых, волосистых, проволочных, ветвистых формах, реже в неправильно развитых кристаллах. Самородное серебро встречается исключительно в коренных месторождениях, по преимуществу в жилах. Серебро применяется главным образом в сплавах с медью для выделки серебряных изделий, монет и др. Чистое серебро употребляется для филигранных работ, для серебрения, для получения химических соединений и других целей.
Медь самородная Cu — самородная медь встречается в виде пластинок, губчатых и сплошных масс, нитевидных и проволочных агрегатов, кристаллов, сложных двойников, скелетных кристаллов и дендритов. Поверхность часто покрыта плёнками «медной зелени» (малахит), «медной сини» (азурит), фосфатов меди и других продуктов её вторичного изменения. Цвет характерный красно-жёлтый, блеск металлический, ковкая, спайности нет, излом крючковато-неровный. В кислотах легко растворяется, при добавлении аммиака раствор окрашивается в глубокий синий цвет. Применение меди как металла общеизвестно — в электронике, машиностроении, изготовлении различных приборов, посуды и т.д.
Сера самородная S обычно образует усечённо-дипирамидальные, реже дипирамидальные кристаллы, а также плотные скрытокристаллические, сливные, зернистые агрегаты, порошковатые и землистые массы, налёты и примазки. Для кристаллов характерны множественные параллельные срастания. Самородная сера жёлтого цвета, при наличии примесей — жёлто-коричневая, оранжевая, бурая до чёрной; содержит включения битумов, карбонатов, сульфатов, глины. Кристаллы чистой серы прозрачны или полупрозрачны, сплошные массы просвечивают в краях. Блеск смолистый до жирного.
Главное применение сера имеет в производстве серной кислоты, используемой во многих отраслях промышленности; используется в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями, в резиновом производстве (процесс вулканизации каучука), при изготовлении спичек, красок, пиротехники.
Самородная платина Pt встречается в виде листочков, чешуек, зерен, иногда в самородках. Хорошо образованные кристаллы попадаются редко и всегда мелкие. Из самородков самыми крупными считаются один, принадлежащий Горному институту, весом 10 фн. 56 зол., а другой — г. Демидову; весом 23 фн. 48 зол. Оба найдены на Урале.
Самородная платина. содержит в себе в виде примеси железо (от 5 до 13%), небольшие количества иридия, родия, палладия, осмия и меди. Платина добывается исключительно из россыпей, и долгое время коренные месторождения ее не были известны. Почти вся платина, находящая себе различные применения, добывается в России.
Первое практическое применение этому металлу уже в середине XVIII в. нашли фальшивомонетчики. Плотность платины около 21,5 г/см3 и с золотом и серебром она хорошо сплавляется. Пользуясь этим, стали подмешивать платину к золоту и серебру, сначала в украшениях, а затем и в монетах. До второй мировой войны более 50% платины использовалось в ювелирном деле. Из сплавов платины с золотом, палладием, серебром, медью делали оправы для бриллиантов, жемчуга, топазов.
Сейчас около 90% потребляемой платины используется в промышленности и науке. Кислотостойкость, термостойкость и постоянство свойств при прокаливании сделали платину совершенно незаменимой в производстве лабораторного оборудования (тигли, чашки, стаканы, электроды и др.). Платиновой посудой пользуются при особо точных и ответственных аналитических операциях. Важнейшими областями применения платины стали химическая и нефтеперерабатывающая промышленность.
Группа углерода С представлена двумя резко различными по физическим свойствам полиморфным модификациям углерода.
Алмаз (от греч. «адамас» — непреодолимый). Разновидности: 1) борт — неправильной формы сростки и шаровидные лучистые агрегаты; 2) карбонадо — тонкозернистые пористые агрегаты, окрашенные в буровато-черный цвет. Облик кристаллов октаэдрический, редко кубический и изредка тетраэдрический. Грани кристаллов часто бывают выпуклыми и неровными.
Размеры отдельных кристаллов варьируют от мельчайших до очень крупных, весящих несколько сот и даже тысяч карат (метрический карат = 0.2 г). Крупнейшие кристаллы весили в каратах: «Коллинан» — 3025, «Эксцельзиор» -969.5, «Виктория» — 457, «Орлов» — 199.6 и др.
Алмазы бывают водянопрозрачные или окрашенные в голубой, синий, желтый, зеленый, бурый и черный цвета. Разделяются на ювелирные и технические. Около 25% добываемых в мире алмазов используется в ювелирной промышленности для изготовления бриллиантов.
Обладая исключительно высокой твёрдостью, алмазы незаменимы для изготовления различных инструментов и приборов (буровые коронки и долота, свёрла, резцы, стеклорезы и т.д.). Широко используются для изготовления абразивных порошков и паст, для заправки алмазных пил. Алмазным инструментом обрабатываются некоторые металлы, полупроводниковые материалы, керамика, строительные железобетонные материалы, хрусталь и др.
Графит. Разновидности: графитит — скрытокристаллическая разность, шунгит — аморфная разность. Хорошо образованные кристаллы встречаются крайне редко. Они имеют вид шестиугольных пластинок или табличек, иногда с треугольными штрихами на грани. Агрегаты часто тонкочешуйчатые, реже распространены шестоватые или волокнистые массы.
Графит применяется в литейном деле, в производстве карандашей, электродов, графитовых тиглей и др.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru
Описание минералов самородных элементов: сера, алмаз, графит
СЕРА — минерал, самородный элемент, неметалл. Свойства: Сингония: Гексагональная. Состав (формула): S. Цвет:Чистая сера — светло-жёлтая, с примесями селена – тёмно-коричневая, мышьяка – ярко-красная, битумов – до тёмно-коричневого и чёрного. Известна молочно-белая и голубая сера.
Цвет черты (цвет в порошке): Соломенно-жёлтый, белый. Прозрачность: Прозрачный, Просвечивающий. Спайность: Несовершенная. Излом: Неровный, Раковистый. Блеск: Жирный, Смолистый. Твёрдость: 2-2,5.
Удельный вес, г/см 3 : 2,1. Особые свойства:Сера очень хрупкая, горючая.Форма выделенияСера образует единичные кристаллы, щётки, друзы, сталактитоподобные агрегаты, землистые и порошковатые массы.Основные диагностические признакиОсновные признаки серы — ярко жёлтый цвет, горючесть.
Сопутствующие минералыАнгидрит, арагонит, галит, гипс, кальцит, целестин, иногда битумы. ПроисхождениеСера образуется вулканогенным путём (сублимационный продукт фумарол), при биогенно-осадочных процессах (жизнедеятельность микроорганизмов) и в зоне окисления сульфидных месторождений (в результате разложения сульфидов).ПрименениеСера применяется в химической (производство серной кислоты), целлюлозно-бумажной (получения сульфат-целлюлозы), кожевенной и резиновой промышленности, в сельском хозяйстве (производство ядохимикатов).
АЛМАЗ — минерал, одна из природных кристаллических форм углерода наряду с минералами графит (graphite), лонсдейлит(lonsdaleite) и чаоит (chaoite). Алмаз — драгоценный камень. Самый твёрдый на сегодняшний день минерал, хотя по твёрдости его могут превосходить искусственные аналоги лонсдейлита и фуллерита.
Свойства: Сингония: Кубическая. Состав (формула): С. Цвет:Бесцветный, от до жёлтого, коричневый, чёрный, синий, зелёный, красный, розовый, сиреневый (очень редкий).Цвет черты (цвет в порошке): Бесцветный. Прозрачность: Прозрачный, Просвечивающий. Спайность: Совершенная.
Излом: Раковистый. Блеск: Алмазный, Жирный. Твёрдость: 10. Удельный вес, г/см 3 : 3,5. Особые свойства:Алмаз имеет наибольшую твёрдость среди минералов. Хрупок. Диэлектрик. Диамагнетик.
Стоек к действию кислот. Алмаз обладает самой высокой теплопроводностью (при комнатной температуре), сильной дисперсией, двупреломлением в местах напряжений, а также флуоресцентными, фосфоресцентными и трибоэлектрическими свойствами. Форма выделенияАлмаз образует кристаллы октаэдрической, додекаэдрической формы. На его гранях часто встречается штриховка.
Основные диагностические признакиСамая высокая твёрдость среди минералов. Характерный блеск.
Сопутствующие минералыВ кимберлитах: форстерит, флогопит, пироп, диопсид, ильменит; в россыпях: ильменит, гранаты, рутил, брукит, анатаз, гематит,магнетит, турмалины, золото, циркон, топаз.ПроисхождениеНа данный момент точной, научно подтверждённой теории происхождения алмазов нет.
Существуют самые разнообразные гипотезы, но основная масса учёных склоняется к магматической и мантийной теориям. На большой глубине (120-200 км) атомы углерода под большим давлением (45-60 тысяч атмосфер) и при высокой температуре (900-1300°С) образуют кубическую кристаллическую решетку — алмаз. Породы, содержащие алмазы выносятся на поверхность при помощи «трубок взрыва».
Встречаются и алмазы метеоритного (внеземного) происхождения. При падении крупных метеоритов при ударном метаморфизме также могут образовываться алмазы, например, в Попигайской астроблеме на севере Сибири. Алмазы получают и искусственным путём.ПрименениеАлмаз — самый популярный и очень дорогой драгоценный камень.
Бриллиант — результат огранки чистого прозрачного алмаза. Бриллиант имеет несколько форм огранки, которые зависят от исходной формы кристалла.
Алмазами украшались предметы власти в антагонистических обществах. Так, например, самый крупный алмаз «Куллинан» весил 3106 карат, из него получилось несколько больших бриллиантов и 96 мелких. Самый большой из них — «Куллинан-I» или «Большая Звезда Африки» (самый большой бриллиант на нынешний момент, 530,2 карата) украшает верхушку королевского скипетра Великобритании.
Алмазы негодные для ювелирного дела используется как шлифовальный и режущий материал. Алмаз, а точнее полиалмаз (поликристаллический алмаз) активно применяется в электронике и микроэлектронике для изготовления тепло- и звукопроводов, транзисторов, детекторов и других устройств. Также очень хорошо и сравнительно быстро выращиваются кристаллы синтетических алмазов, позволяя получить кристалл желаемых размеров, чистоты и прочих параметров.
ГРАФИТ — минерал, одна из природных кристаллических форм углерода наряду с минералами алмаз (diamond), лонсдейлит (lonsdaleite) и чаоит(chaoite). Свойства: Сингония: Гексагональная. Состав (формула): C. Цвет:Чёрный, стально-серый. Цвет черты (цвет в порошке): Чёрный, стально-серый.
Прозрачность: Непрозрачный. Спайность: Совершенная. Излом: Зернистый, Ровный. Блеск: Матовый, Металлический, Тусклый. Твёрдость: 1,5-2. Удельный вес, г/см 3 : 2,09-2,23. Особые свойства:Графит обладает хорошей тепло- и электропроводностью.
При физическом воздействии графит расслаивается на отдельные чешуйки. Графит не расстворяется в кислотах, термоустойчив в безвоздушном пространстве.
Форма выделенияГрафит образует гексагональные таблитчатые кристаллы, сплошные массы, листоватые, чешуйчатые и пластинчатые агрегаты, округлые радиально-лучистого или зонально-концентрического строения, часто с треугольной штриховкой на плоскостях. Часто графит встречается в виде мелких, пылевидных и коллоидальных частичек.
Основные диагностические признакиГрафит мягкий, жирный на ощупь, пачкает руки.Сопутствующие минералы Пирит, гранат, шпинель, везувиан, диопсид, волластонит, а также другие минералы, стабильные при условиях образования графита.ПроисхождениеГрафит может быть метаморфического и магматического происхождения.
Метаморфический графит присутствует в кристаллических сланцах, мраморах, в гнейсах. Он возникает за счёт органических остатков восадочных породах и за счёт разложения карбонатов. Магматический графит образуется в вулканических и интрузивных горных породах, в пегматитах, в скарнах.
За счёт разложения летучих соединений углерода могут возникать крупные пневматолито-гидротермальные графитовые жилы. Часто графит встречается в кварцевых жилах с вольфрамитом и в жилах свинцово-цинковых месторождений. Также графит образуется в результате пиролиза каменного угля, когда происходит его сухая перегонка.
Графит является обычным акцессорным минералом железных метеоритов. Применение Графит применяется в металлургии, например, для изготовления плавильных тиглей, за счёт его термоустойчивости и химической устойчивости к большинству металлов.
В электронике графит применяется для изготовления электродов и других элементов, благодаря его хорошей электропроводимости. Графит используется для получения химически активных металлов методом электролиза. Графит является одним из наполнителей пластмасс. При производстве синтетических алмазов также используют графит.
В ядерной энергетике при производстве ядерных реакторов графит применяется в качестве замедлителя нейтронов. В производстве токопроводящих клеёв графит используют в качестве токопроводящего элемента. В специальных твёрдых смазочных материалах также используется графит. Основным применением графита (и самым известным), конечно, является производство стержней для карандашей (в смеси с каолином).
БИЛЕТ № 10
Источник: megaobuchalka.ru