التصنيف الكيميائي للمعادن

[dr-ahmad]

قُسمت المعادن كيميائياً إلى معادن عنصرية ومعادن مركبة وقُسمت المعادن المركبة علي أساس نوع الأنيون أو الشق الحمضي الداخل في تركيب المعادن إلى عدة مجموعات منها الأكاسيد والكبريتات وغيرها، ويعتبر هذا التقسيم مناسباً جداً كيميائياً وجيولوجياً حيث تتبع معظم الخواص الكيميائية والبلورية والفيزيائية للمعادن نوعية الأنيون ( الشق الحمضي ) في تركيب المعدن عن ارتباطها بالكاتيون. فمعدنا الكالسيت CaCO3 ومعدن ماجينزيت Mg CO3 متماثلان في الشق الحمضي لذلك فهما متماثلان في الخواص البلورية ، بينما يختلف معدن الكالسيت تماما مع معدن الفلورايت ( Ca F2 ) في الشق الحمضي رغم تواجد كاتيون الكالسيوم في تركيب كل من المعدنيين . وتصنف المعادن في مجموعات أساسية بحسب تركيبها الكيميائي وخاصة الشق السالب لها كما يلي :- أ – المعادن العنصرية : وهي المعادن التي تتكون من عنصر كيميائي واحد . وقد تكون معادن عنصرية فلزية مثل الذهب والفضة والبلاتين ، أو قد تكون عنصرية لا فلزية مثل معادن الكبريت والألماس والجرافيت . وعموما المعادن العنصرية توجد في الطبيعة بكميات نادرة ، حيث يوجد اكثر من عشرين معدن عنصري . وتعتبر ذات أهمية اقتصادية كبيرة . ب – المعادن المركبة وتشمل : 1 – معادن الكبريتيدات : تتكون معادن هذه المجموعة من اتحاد فلز الكبريت حيث يكون الكبريت ( S ) هو الأنيون ( أو الشق الفلزي الحمضي ) وتعتبر معادن هذه المجموعة من أهم المجموعات المعدنية إذ تضم أغلب الخامات المعدنية ذات القيمة الاقتصادية . ومن أمثلة معادن الكبريتيدات معدن البيريت ( ( Fe S2 ، الجالينا ( pbs) ، سفاليرايت( Zn S ) ، كالكوبيرايت) ( CuFeS2 . 2 – معادن الهاليدات : حيث تتكون معادن هذه المجموعة من أحد العناصر التالية مثل الكلور (Cl ) ، الفلور ( F ) ، بروم (B ) ، يود ( I ) ، معدن الفلورايت ( Ca F2 ) . 3 – معادن الأكاسيد والهيدروكسيدات Oxides and Hydrate Oxides : تتكون معادن الأكاسيد من اتحاد الأكسجين مع أحد العناصر الفلزية وتشمل معادن كثيرة ذوات أهمية اقتصادية مثل معدن الهيماتيت ( Fe2 O3) ، الكوراندوم Al2 O3) ) . أما معادن الهيدروكسيدات أو الأكاسيد المتميئة فتتركب من أكسيد فلز مع مجموعة ( OH ) ، أي أنها تحتوي علي شق الهيدروكسيل ( OH ) ضمن تركيبها الكيميائي مثل معدن جوثيت FeO ( OH ) ، مانجانيت MnO (OH ) . 4 – معادن الكربونات : وتضم مجموعة المعادن التي تحتوي علي مركب الكربونات ( CO3 ) ضمن تركيبها الكيميائي ويعتبر هو ( الشق الحمضي ) ومن اكثر معادن هذه المجموعة انتشارا معدن الكالسيت ( CaCO3 ) ، دولوميت Ca Mg ( CO3 )2 ، سيديرايت FeCO3 ، ملاكيت Cu2 (OH ) 2 CO3 . 5 – معادن الكبريتات : هي معادن تحتوي علي مركب الكبريتات ( SO4 )-2 ضمن تركيبها الكيميائي ويعتبر هو الأنيون ( الشق الحمضي ) في المعدن ومن أهم معادن هذه المجموعة وأكثرها انتشارا معدن الجبس ( CaSO4-2H2O) ، معدن الأنهيدريت Ca SO4 ، ومعدن البارايت BaSO4 . 6 – معادن الفوسفاتية : هي معادن تحتوي علي مركب الفوسفات ( PO4)-3 ضمن تركيبها ومعظم هذه المجموعة تعتبر نادرة مع أن أنواعها كثيرة . ومن أهم هذه المعادن معدن الاباتيت Ca5( F,CL,OH)PO4)3 . 7 – السيليكات Silicates : تتكون معادن هذه المجموعة من اتحاد عنصر أو اكثر مع مركب السليكون والأكسجين ( SiO4)-4 . ومعادن السليكات تعتبر أهم مجموعات المعادن أكثرها انتشارا . إذ أن معظم المعادن المكونة للصخور النارية والمتحولة هي معادن سليكاتية وهذه الصخور تكون اكثر من 90 % من تركيب القشرة الأرضية ومن أمثلة المعادن السليكاتية الفلسبلر ، والميكا ، و الأوليفين ، والكوارتز . والجدير بالذكر أن التركيب الجزيئي للمعادن السليكاتية أكثر تعقيدا من التركيب الجزيئي للمعادن الأخرى . وتتكون الوحدة الأساسية في تركيب السليكات من أربع ذرات أكسجين تتمركز داخلها ذرة سليكون تنتظم في شكل هندسي فراغي علي هيئة هرم رباعي الأوجه ويسمي هذا التركيب رباعي الأوجه . وترتبط رباعيات الأوجه مع بعضها البعض عن طريق المساهمة بذرة أو اثنين أو ثلاثة أو أربعة ذرات أكسجين لتعطي تراكيب معقدة من المعادن السليكاتية وتبعا لنوع الرابطة بين رباعيات الأوجه قسمت معادن السليكات إلى الأنواع التالية : 1 – السليكات المنعزلة . وتعتبر أبسط أنواع السليكات ووحدتها الأساسية ( SiO4)4 مثل معدن الأوليفين ( MgFe)2 SiO4 . 2 – السليكات المتجمعة Sorosilicates هي سليكات ثنائية رباعي الأوجه . ووحدتها البنائية الأساسية ( Si2O7)-6 مثل معدن لوسونيت Lawsonite CaAl2SiO7(OH)2H2O . 3 – السليكات الحلقية : حيث تترابط وحدات رباعيات الأوجه في حلقات سداسية الوحدة الأساسية لهذه المعادن ( Si6 O8 ) -12 مثل معدن البريل Be3 Al2 Si6 O18 . 4 – السليكات السلسلية : حيث تنتظم رباعيات الأوجه في سلاسل إما مفردة أو مزدوجة والوحدة الأساسية للسلاسل المفردة ( SiO4 ) n-2 مثل عائلة البيروكسين ( FeMg ) SiO3 . وأما الوحدة الأساسية للسلاسل المزدوجة ( Si4O11)-6 مثل عائلة الأمفيبول CaMg5(SiO11)2(OH)2 . 5 – السليكات الصفائحية Phyllosillicates حيث تنتظم رباعيات الأوجه علي هيئة صفائح والوحدة الأساسية هي ( Si4O10)n -2 مثل عائلة الميكا ( المكسوفيت ) KAl2( Si3Al)O10(OH)2 . 6 – السليكات الهيكلية Tectosilicates ويكون التركيب البنائي لها في صورة إطار ذي ثلاثة أبعاد حيث تشترك كل الوحدات البنائية رباعية الأوجه علي الأكسوجينات الأربعة علي رؤوس الشكل الرباعي الأوجه مع الوحدات المجاورة مثل الكوارتز SiO2 ، فلسبار الأركوثوكليز K(AlSi3O8) ، ومعدني البلاجيوكليز الصودي والكلسي