Реферат : Понятие о минералах как о кристаллических веществах 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Реферат >> География


Понятие о минералах как о кристаллических веществах




Понятие о минералах как о кристаллических веществах

Горные породы, которые находятся на поверхности или вблизи нее, дают геологам основные сведения, необходимые для изучения геологического прошлого. Горные породы состоят из минералов или обломков более древних пород, в свою очередь также слагающихся минералами. Общим для минералов является их кристаллическая сущность.

I. Основной закон кристаллографии.

Рождение кристаллографии как науки связывают с именем Николая Стенона, который в 1669 году сформулировал закон постоянства углов: ╚Кристаллы различной формы одного и того же вещества (минерала) имеют неизменные углы между соответствующими гранями╩.

Поскольку независимо друг от друга еще двое ученых М. В. Ломоносов (1740) и французский минералог Жан - Б. Роме де Лиль открыли этот закон, то следует называть его законом Стенона - Ломоносова - Роме де Лиля.

2. Свойства природных кристаллических веществ.

Одно из основных свойств кристалла - однородность. Однородным должно считаться тело, в котором на конечных расстояниях от любой его точки найдутся другие, эквивалентные ей не только в физическом отношении, но и геометрическом; т. е. находятся в таком же окружении, как и исходные, поскольку размещением материальных частиц в кристаллическом пространстве ╚управляет╩ пространственная решетка, можно считать, что грань кристалла - это материализованная плоская узловая решетка, а ребро - материализованный узловой ряд. Как правило, хорошо развитые грани кристалла определяются узловыми сетками с наибольшей густотой расположения узлов. Точка, в которой сходятся три и более граней, называется вершиной кристалла.

Анизотропность - это способность кристалла проявлять различные свойства в разных направлениях. Поскольку различные направления в кристаллической структуре вещества, построенного по закону трехмерной периодичности, могут и иметь неодинаковые расстояния между атомами (узлами), а следовательно, и разные по силе химические связи, то и свойства по таким направлениям могут отличаться, а сами кристаллы будут анизотропны относительно этих свойств. Если свойство не изменяется в зависимости от направления, то вещество изотропно.

Способность самоограняться, т. е. при определенных условиях принимать естественную многогранную форму. В этом также проявляется его правильное внутреннее строение. Именно это свойство отличает кристаллическое вещество от аморфного. Иллюстрацией этому служит пример. Два выточенных из кварца и стекла шарика опускают в раствор кремнезема. В результате шарик кварца покроется гранями, а стеклянный останется круглым.

Симметрия - наиболее общая закономерность, связанная со строением и свойствами кристаллического вещества. Она является одним из обобщающих фундаментальных понятий физики и естествознания в целом. Е. С. Федоров (1901 г.) дал определение симметрии. ╚Симметрия есть свойство геометрических фигур повторять свои части, или, выражаясь точнее, свойство их в различных положениях приходить в совмещение с первоначальным положением╩. Таким образом, симметричным является такой объект, который может быть совмещен сам с собой определенными преобразованиями: поворотами или (и) отражениями ( см рисунок ).

Такие преобразования называются симметрическими операциями. (Подробнее об этом на лабораторных занятиях).

3. Кристаллогенезис.

В природе кристаллы образуются при различных геологических процессах из растворов, расплавов, паров, газов или твердой фазы.

Из водных растворов значительная часть минеральных видов обязана своим происхождением кристаллизации:

выпадение кристаллов солей в замкнутых водоемах при нормальной температуре и атмосферном давлении;

рост кристаллов на стенках трещин и полостей при гидротермальных процессах на больших глубинах в условиях давлений и температур;

образование отдельных кристаллов вторичных минералов в зонах окисления рудных месторождений.

Кристаллы многих минералов образуются из многокомпонентной огненно - жидкой магмы. При этом, если магматический очаг располагается на большой глубине и остывание магмы идет медленно, то она успевает хорошо раскристаллизоваться и кристаллы вырастают достаточно крупными и хорошо ограненными. Если остывание происходит быстро ( например, при вулканических извержениях, излияниях лавы на поверхность Земли), наблюдается практически мгновенная кристаллизация с образованием мельчайших кристалликов минералов и даже стеклоподобного вещества.

Кристаллы одних и тех же минералов могут образовываться в природе как из водных растворов, так и из магматического расплава. Например: оливин, кварц, слюды и другие.

Из газов и паров образуется незначительное количество минералов. Они имеют, главным образом, минералы вулканического происхождения. Например: сера самородная, нашатырь и др. Всем известны снежинки - результат кристаллизации из водных паров.

Кристаллы могут образовываться при перекристаллизации твердых веществ. Путем длительного нагревания (отжига) из мелкокристаллических агрегатов можно получить крупнокристаллические и даже монокристаллы. Например: перекристаллизация известняков - образуется крупнокристаллический агрегат мрамор (под действием высоких температур и давления).

4. Причины и условия образования минералов.

Материальные частицы (атомы, молекулы, ионы), слагающие газообразные и жидкие (расплавленные) вещества находятся в непрерывном движении. Время от времени они сталкиваются, образуя зародыши - микроскопические фрагменты будущей структуры. Большей частью эти зародыши распадаются. Однако, если они достигают критической величины, т. е. содержат такое количество частиц, при котором присоединение следующей частицы сделало бы разрастание зародыша энергетически более выгодным, чем его распад, то происходит посткристаллизация. Такая возможность для большинства веществ появляется либо с понижением температуры, в результате чего уменьшаются тепловые колебания, либо с повышением концентрации вещества в растворе или газе, что приводит к увеличению вероятности встречи частиц друг с другом, т. е. к возникновению зародышей. При этом кристаллизация происходит не во всем объеме, а лишь там, где возникнут зародыши.

Появлению зародышей способствует присутствие посторонних обломков кристаллов или пылинок, на поверхности которых собираются частицы, облегчая этим начало кристаллизации.

Причина кристаллизации газообразного и жидкого вещества заключается в том, что энергетически более выгодно такое состояние, при котором силы, действующие на частицы, окажутся уравновешенными, а это достигается лишь в случае упорядоченного расположения материальных частиц. И, казалось бы, растущий кристалл, стремясь к равновесному состоянию, должен был бы приобретать определенную, единственную для каждого вещества. Физически возможную идеальную равновесную форму, обусловленную лишь составом и структурой. На самом же деле кристаллы одного и того же минерала или соединения встречаются в самых разнообразных формах. Это объясняется тем, что на форму кристалла накладывают отпечаток различные изменяющиеся условия кристаллизации: температура, давление, химизм и динамика кристаллообразующей среды и т. д.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://ecosoft.iatp.org.ua/

Похожие работы:

  • Исследование горных пород и минералов

    Контрольная работа >> Геология
    ... минералов как кристаллических и аморфных тел. Свойства минералов, используемые в макроскопической диагностике. Минералы - понятие очень широкое. Минералами ... . Он ввел понятие о «живом веществе» как перманентном геологическом деятеле, как. аккумуляторе и ...
  • Минералы Крыма

    Реферат >> Геология
    ... МИНЕРАЛЫ КРЫМА Понятия: минерал, руда, минеральный вид. Минералами называются однородные по составу и строению кристаллические вещества ... или описавших их. Минералы как полезные ископаемые есть и ... Камыш-Бурунское месторождение, как Эльтиген-Ортельское и другие ...
  • Понятие и классификация витаминов

    Реферат >> Медицина, здоровье
    ... как и когда нужно принимать витамины и в каком количестве. Понятие ... ещё какие-то вещества, необходимые ... выделил кристаллический препарат ... минералами. Витаминодефицитные состояния сегодня рассматриваются Всемирной организацией здравоохранения в том числе как ...
  • Общие сведения о минералах

    Реферат >> Геология
    ... идентификации минеральных веществ, как можно видеть ... понятие минерала телами кристаллическими. И последний шаг к современному понятию ... минералы не могут размножаться, кристаллическую структуру можно уподобить «генетическому», видовому признаку, тогда как ...
  • Генезис минералов. Методы выращивания кристаллов

    Реферат >> Геология
    ... строения твердых тел, характеризует кристаллическое вещество закономерным геометрически правильным внутренним строением ... 1. Генезис минералов В геологии происхождение каких – либо геологических образований, например минералов, обозначают понятием «генезис». ...
  • Химический состав земной коры как фактор биосферы

    Реферат >> Геология
    ... процента. Понятие о состоянии рассеяния химических элементов, так же как и ... каждого иона рассматривается как постоянная величина. Главная ... в кристаллическом веществе земной коры: I. Микроминералогические формы: 1. Элементы, входящие в акцессорные минералы. ...
  • Строение и свойство материалов. Кристаллическое строение. Влияние типа связи на структуру и свойства кристаллов

    Контрольная работа >> Химия
    ... Вещества, имеющие атомные кристаллические решетки, плавятся при высоких температурах. Они практически нерастворимы в каких ... элементов в минералах. При совместной кристаллизации веществ, склонных к изоморфизму (изоморфных веществ), образуются смешанные ...
  • Петрография как наука

    Контрольная работа >> Геология
    ... теории строения кристаллического вещества, автора новых методов гониометрических и оптических исследований минералов. В 19 ... от 2 до 4. Вопрос: Понятия о поисках и разведках месторождений полезных ... напластованию. В углях образуются, как правило, две системы. ...
  • Геология как одна из фундаментальных естественных наук

    Контрольная работа >> Геология
    ... произошло накопление минерального вещества по количеству, ... называют промышленными кондициями. Понятия о месторождении полезных ископаемых ... минералами, не содержащими железа, как, например, с глиной, известняком или даже с составными частями кристаллических ...
  • Становление понятий о химическом элементе

    Реферат >> Химия
    ... три или четыре более простых вещества, как, например, золото или стекло. ... понятия, ранее казавшиеся не связанными друг с другом. Так, даже горные породы и минералы ... образом, присущи одинаковые кристаллические формы, эта кристаллическая форма определяется не ...