الخصائص الاكثر اهمية في تحديد المعادن
المعادن وخصائصها
من المحتمل أنك لاحظت يوما ما أثناء جولتك السياحية على إحدى الشواطئ أو الجبال مجموعة من الصخور التي تبدو مختلفة وتجذبك بألوانها وبريقها اللامع، مما يثير استفساراتك وتحفزك على البحث عنها. ومن الواضح أن علماء الأرض استطاعوا الإجابة على جميع أسئلتك من خلال دراسات معمقة ومعقدة استغرقت ملايين العصور الطويلة. والأمر المدهش والمثير للتساؤل عند دراستهم هو اكتشافهم أن المعادن لم تكن موجودة بل تشكلت نتيجة لعمليات مثل الانصهار والمزج.
و استطاع العلماء بعد الدراسات الدقيقة الى التعرف الدقيق للمعادن و تكوينها عن طريق دراسات علم الجيولوجيا او علم الارض و هو علم دراسة بنية الارض و تكوينها و تطورها و معرفة مواردها المعدنية و العمليات التي تتم بداخلها .و تكونت المعادن تقريبا على مدار ٤٥٠٠مليار سنة تقريبا .و تعد المعادن جزءاً مهما من حياتنا اليومية و هي تشكل معظم الارض و يمكن تعرفيها على انها مواد طبيعية لها بنية بلورية .
و تتكون المعادن من تجميع الذرات معاً و تأخ` الشكل البلوري . و للمعادن نوعان المعدنية (الفلزية ) و الغير معدنية (اللافلزية) .بالنسبة للمعادن الفلزية يكون لها بريقاً ولامعاناً في مظهرها الخارجي و تتكون من معادن في تركيبها الكيميائي و تُستخرج بالتعدين كخام الحديد و خام البوكسي.
أما بالنسبة للمعادن اللافلزية هي معادن تظهر بريقاً او لمعانا غير معدني كالحجر الجيري . و من المُتفق عليه ان الذهب يعتبر من اقدم و اثمن العناصر .وهناك ثمانية عناصر يممثلون حوالي ٩٩%من المعادن الموجودة في قشرة الارض . الا وهي الاكسجين و السيليكون و النحاس و الحديد و الكالسيوم و الصوديوم و البوتاسيوم و المغنسيوم .
كما هو معتاد، يدهشنا العلماء بعلمهم وتطور أساليب بحثهم ودراستهم لاكتشاف ومعرفة المعادن الجديدة الموجودة في الأرض، ويمكن زيادة معرفتك أكثر من خلال معرفة الخصائص الفيزيائية للمعادن
اهم خصائص تحديد المعادن فيزيائيا
يعتمد علماء المعادن أو علماء الجيولوجيا على خصائص المعادن الفيزيائية للمساعدة في تحديد هوية العينة ونوعها قبل استخدامها، والخصائص التالية تساعدك في التمييز والتعرف بسهولة على نوع المعدن الذي تتعامل معه
اللون
اللون هو أول ما يلفت الانتباه في المعادن، بالإضافة إلى أنه يعتبر واحدا من أوضح الخصائص المتواجدة فيها. يجدر بالذكر أن معظم المعادن المعروفة لها لون مميز يمكن استخدامه في تحديد هويتها، ولكن لا يمكن الاعتماد فقط على خاصية اللون. فبعض المعادن الشفافة لا يظهر لونها الحقيقي بسبب وجود شوائب العناصر النادرة في تركيبتها. عند حدوث عمليات تكون البلورات، يمكن لبعض العناصر الشوائب أن تتدخل وتسبب تغيرا في لون المعدن الأصلي
الشكل الكريستالي
نستطيع ان نحدد الشكل الخارجي للبلورة المعدنية إلى حداً كبير من خلال هيكلها الذري الداخلي . هذا يعني ان هذه الخاصية يمكن ان تكون تشخيصية .فمن خلال الزوايا الداخلية بين البلورات يتم تحديد شكل البلورة الخارجية فبعض المعادن مثل الملح له شكل المكعب . ومعادن اخري مثل خامات النحاس لها شكل بلورات منتظمة و غير متبلورة .
الصلابة
تعتبر الصلابة واحدة من أهم الخصائص الفيزيائية للمعادن، حيث تعبر عن القوة التي يقاوم بها المعدن سطحه عند الخدش أو الثقب. يمكن اختبار صلابة المعادن بالعديد من الطرق، والأكثر شيوعاً هو مقارنة المعادن بجسم ذو صلابة معروفة باستخدام الخدش كالأظافر مثلاً، أو يمكن قياسها باستخدام مقياس الموهس .
وضع العالم الألماني فريدرش موهس هذا المقياس الذي يعتمد على فحص قدرة المواد الصلبة على خدش المواد الأقل صلابة منها، ويعطي ترتيبًا للمعادن، واستنتج منه أن معدن الألماس هو الأكثر صلابة .
البريق
يعتبر بريق و لمعان المعادن هو اول شيْ يلفت النظر فبعض المعادن لها بريق و لمعان جميل للغاية . والبريق هو الطريقة التي يعكس بها الضوء فهناك فرق عزيزي القارئ بين انعكاس الضوء من سطح معدني معتم و انعكاس الضوء على الزجاج مثلا . لذلك استنتج العلماء ان بريق معدن الكروم يختلف مثلا عن معدن الالماس الذي يعكس الضوء ببراعة .
الخط
اللون هو خاصية مهمة جدًا في تمييز المعادن، حيث يتواجد المعدن الحقيقي عادةً في شكل مسحوق ذو لون غامق، ويمكن لبعض المعادن أن تتغير ألوانهاتبعًا لتغيرات الإضاءة التي تتعرض لها. يتميز المسحوق الداكن بقدرته الكبيرة على امتصاص الضوء من حوله، مما يجعلها خاصية مميزة في تمييز المعادن .
الكثافة
تختلف كثافة المعادن من حوالي 1 جم إلى 17 جم. فكثافة الماء هي 1 جم، بينما كثافة الذهب الخالص هي 17 جم. يجب استخدام تقنيات معينة تستغرق وقتًا طويلًا لقياس الكثافة .
الشفافية
وتتمثل إحدى خصائص المعادن في قدرتها على السماح بتخلل الضوء من خلالها، فبعض المعادن تكون شفافة للغاية ويمكن اختراقها بسهولة من قبل الضوء، فيما تكون البعض الآخر معتمة ولا تسمح بمرور الضوء من خلالها، ويعتمد ذلك على سمك المعدن .
الانقسام او الكسر
معظم المعادن تحتوي على نقاط ضعف موجودة في هيكلها الذري و تكوينها من الداخل من حيث ترابط الذرات ببعضها البعض . فيظهر امامك عزيزي القارئ ان المعدن يميل إلى الانهيار و التفتت إذا طُرق من ناحية معينة و طريقة معينة ففي بعض المعادن تكون الروابط هيدروجينية ضعيفة والبعض الاخر لا تكون ضعيفة لذلك لا يتأثر .
المذاق
المعادن القابلة للذوبان لا تملك طعما، ويمكن استخدام حاسة التذوق لمعرفة نوع المعدن، مثل الملح، ولكن يجب أن تتم هذه العملية تحت إشراف مختص ولا ينبغي إجراؤها بمفردك بسبب خطورة بعض المواد على الصحة العامة .
الرائحة
اغلب المعادن ليس لها رائحة
تلاعب الالوان
يتم التحكم في تغيير اللون الظاهر على المعدن عن طريق تلاعب الألوان، وذلك بتغيير زاوية سقوط الضوء، كما يحدث في الماس .
المغناطيسية
تعني قابلية المعدن لجذب المواد المغناطيسية وصعوبة التمييز بين الأنواع فيما يتعلق بالمغناطيسية، حيث يمتلك كل معدن درجة معينة من الجاذبية للمواد المغناطيسية
النقاء
تتميز بعض المعادن بخصائص كيميائية تجعلها تبدو بأبعاد هندسية منتظمة، وبذلك تضفي عليها لمسات جمالية .
المثابرة
تعني مقاومة جزيئات المعدن للانفصال، ويمكن أن تكون هشة أو مرنة أو قابلة للطي أو الطرق .
خصائص المعادن الاكثر اهمية
تعكس الخصائص الموجودة في المعادن خصائص الذرات الموجودة بداخلها، وتعتمد أيضًا على الترتيب البلوري الداخلي لها، ومن بين هذه الخصائص:
- تكاد جميع المعادن تذوب في الماء، ولكن معظمها يذوب بدرجة محدودة لدرجة أنه لا يلاحظه أحد
- تتكون بشكل طبيعي بدون تدخل من الإنسان
- تعتبر الموصلة جيدة للحرارة والكهرباء، ولذلك يتم استخدامها في صنع أواني الطهي وأسلاك الكهرباء
- تطلق صوتاً يشبه الرنين عندما تصطدم بجسم صلب آخر
- تشير الليونة إلى قابلية معظم المعادن للتمدد والانصهار، ولذلك تستخدم في صناعة الأسلاك وغيرها من العمليات
- يميل بعضها إلى اللمعان الكريستالي المُلفت .