ما هي الخاصية التي تصف ملمس المعدن
المعادن في حياتنا اليومية
كل شخص منا يستخدم المعادن يوميا، والملح الذي نضيفه لطعامنا هو معدن الهاليت، والأقراص المضادة للحموضة مصنوعة من الكالسيت، والياقوت مصنوع من معدن يسمى أكسيد الألمنيوم.
يتطلب الامر الكثير من المعادن لصنع شيء بسيط مثل قلم الرصاص، الرصاص مصنوع من معادن الجرافين والطين، اما الشريط النحاسي فمصنوع من النحاس والزنك، كما يحوي الطلاء الملون على اصباغ ومواد مالئة مصنوعة من معادن متنوعة، ويتم تصنيع الهاتف الخلوي باستخدام عشرات المعادن المختلفة التي يتم العثور عليها من المناجم في جميع انحاء العالم.
ما هي المعادن
يتضمن إحدى خصائص المعادن التي تصنفها كمعدن، ما يلي:
- متواجدة بشكل طبيعي: إذا لم تصنعه البشر، فالصلب ليس معدنا، بل هو سبيكة تنتجها البشر
- غير عضوية: عندما نقول أن المادة لم تتم صناعتها بواسطة الكائنات الحية، فإننا نعني أن الخشب صُنع بواسطة الكائنات الحية، وبالتالي فإنه ليس معدنًا.
- صلبة: عند درجة الحرارة والضغط العادي، فإنها ليست سائلة أو غازية، والماء ليس معدنًا لأنه سائل.
- التركيب الكيميائي لها محدد: تختلف تركيبة المعادن عن بعضها البعض ببعض الأمور، وعلى سبيل المثال، يحتوي معدن الهاليت (المعروف باسم الملح الصخري عند تعدينه) على كلوريد الصوديوم، وهو يتكون من عدد متساوٍ من ذرات الصوديوم والكلور
- لها هيكل داخلي محدد: يعني الترتيب النظامي والمتكرر للذرات في المعدن أن الهاليت، على سبيل المثال، يتألف من ذرات الصوديوم والكلور بنسب متساوية وفق نمط مكعب.
الخصائص التي يتصف بها ملمس المعدن
يتميز المعدن بصلابته في ملمسه، ويمكن الكشف عن صلابته بالعديد من الطرق، ويتم مقارنة المعادن بجسم ذو صلابة معروف باسم اختبار الخدش الميكانيكي، وإذا كان الظفر، على سبيل المثال، قادرا على خدش البلورة، فإن الظفر يعتبر أقسى من المعدن. في بدايات القرن التاسع عشر، طور العالم النمساوي فيريدريش موس مقياس صلابة نسبي باستخدام اختبار الخدش، حيث قام بتعيين أرقام صحيحة لكل معدن، حيث الألين هو 1 والأقسى والأصلب هو 10.
هذا المقياس غير خطي، وعلى الرغم من توفر طرق أكثر دقة في القياس حاليا ، فإن هذا المقياس لا يزال مفيدا لأنه سهل التذكر والتطبيق. يساعد هذا المقياس على التمييز بين المعادن المتشابهة، مثل الكوارتز والكالسيت والجبس، والتي يصعب تمييزها بالعين المجردة، على سبيل المثال. ومع ذلك ، يمكن استخدام اختبار خدش بسيط لتمييزهم عن بعضهم البعض ، حيث يتم خدش الكالسيت بواسطة مطرقة الجيب أو مطرقة الصخور ولن يتم خدش الكوارتز. ويمكن خدش الجبس بسهولة بواسطة ظفر الإصبع بسبب نعومته.
تعتبر الاختلافات في صلابة المواد أمرًا مهمًا للغاية لعدة أغراض، فعلى سبيل المثال فإن نعومة الكالسيت تجعلها مادة شائعة في النحت، حيث يتكون الرخام بالكامل من الكالسيت، بينما يمكن استخدام صلابة الماس كمادة كاشطة لتلميع الصخور.
خصائص المعادن الاخرى
- لون المعادن
لون المعادن هو واحد من أبرز خصائصها، ولكن هذه الخاصية قد تكون غير كافية لتمييز المعادن بشكل صحيح، وهذا يشبه الصداع الذي يمكن أن يكون عرضا للعديد من المشاكل مثل الإنفلونزا أو الصداع الناتج عن اضطراب الرأس. فعدد كبير من المعادن قد يكون لونها متشابها، على سبيل المثال، العديد من المعادن تكون خضراء اللون مثل الاكتينوليت والزبرجد، ومن الجانب الآخر، يمكن للمعادن أن تظهر بألوان مختلفة إذا كان هناك عيب في تركيبها الكيميائي، مثل الكوارتز الذي يمكن أن يكون شفافا أو ورديا أو أرجوانيا أو حتى أصفر
يحدث اللون بسبب وجود بعض العناصر مثل الحديد، ولكن يمكن للحديد أن ينتج مجموعة متنوعة من الألوان حسب حالة التأكسد، مثل الأسود والأحمر والأخضر، وبعض المعادن تحتوي على عناصر تنتج الألوان في تركيبتها البلورية مثل الزبرجد الزيتوني (Fe2SiO4)، بينما يتم دمج بعضها الآخر كشوائب مثل الكوارتز (SiO2)، وهذا التنوع في الألوان يجعل من الصعب استخدام اللون فقط لتحديد المعدن.
- الشكل الكريستالي
يتم تحديد شكل البلورة المعدنية بشكل كبير من خلال هيكلها الذري، مما يعني أن هذه الخاصية تشخيصية، وتحدد شكل البلورة من خلال العلاقات الزاوية بين الوجوه البلورية، فبعض المعادن، مثل الهاليت (كلوريد الصوديوم، أو الملح) والبيريت (FeS) لها شكل مكعب، وبعضها الآخر له شكل موشوري، وبعض المعادن مثل الأزوريت والملاكيت، وهي تعد من خامات النحاس، لا تشكل بلورات منتظمة وتكون غير متبلورة.
للأسف، لا يمكننا دائمًا رؤية الشكل الكريستالي بدقة، ويمكن أن يختلف شكل البلورة قليلًا اعتمادًا على مقدار المساحة المتاحة، لكن الزاوية بين الوجوه البلورية تكون دائمًا نفس الزاوية.
- البريق
البريق هو الشكل الذي يعكس به الضوء، وربما يكون من الصعب التفريق بينه وبين التوهج، ولكن يمكن تخيل الفرق بين انعكاس الضوء على زجاجة وبين انعكاسه على الكروم اللامع، فالمعدن الذي يعكس الضوء بالطريقة التي يعكس بها الزجاج يملك بريقا زجاجيا، بينما المعدن الذي يعكس الضوء مثل الكروم يملك بريقا معدنيا، وبعض التمرين يمكن أن يساعد في التعرف على البريق بسهولة مثل التعرف على الألوان، ويمكن أن يكون مميزا تماما، خاصة بالنسبة للمعادن التي تأتي بألوان متعددة مثل الكوارتز.
- الكثافة
تختلف كثافة المعادن بشدة، حيث تتراوح بين حوالي 1.01 جم/سم3 إلى حوالي 17.5 جم/سم3. فمثلا، كثافة الماء هي 1 جم/سم3، وكثافة الحديد النقي تبلغ 7.6 جم/سم3، وكثافة الذهب الخالص تبلغ 17.65 جم/سم3. لذلك، تقع المعادن في نطاق الكثافة بين الماء والذهب الخالص. قياس كثافة المعادن يتطلب استخدام العديد من التقنيات التي تستغرق وقتا، ولكن معظم علماء الجيولوجيا يمتلكون حسا بديهيا في قياس كثافة المعادن وتمييز ما هو ثقيل بشكل غير عادي بالنسبة لحجمه وما هو خفيف. بالاستناد إلى ذلك، يمكن لعلماء الجيولوجيا تخمين ما إذا كانت الصخور تحتوي على معادن مثل الرصاص أو الحديد، عن طريق حفر عينات صخرية وتخمين الوزن بالمقارنة بمتوسط وزن صخرة بنفس الحجم، حيث ستبدو الصخرة الأثقل إذا كانت تحتوي على حديد أو رصاص، على سبيل المثال.
- الانقسام
يحتوي معظم المعادن على نطاق ضعف متأصل في هياكلها الذرية، وهو المستوى الذي تكون فيه قوة الرابطة أقل من الروابط المحيطة بها، وعند الاصطدام، يميل المعدن إلى الانهيار على طول مستوى الضعف الموجود مسبقًا، وتختلف جودة الانفصال باختلاف قوة الروابط.