الخواص الطبيعية للمعادن physical properties of mineral

[dr-ahmad]

ان بعض خصائص المعادن يصعب تحديدها و التعرف عليها دون الاستعانة بالتقنيات و الاجهزة المعقدة لذلك كالشكل البلوري و التركيب الكيميائي المحدد ،إلا ان هناك خصائص طبيعية للمعادن يسهل التعرف عليها من خلالها

أولا: الخواص الضوئيةoptical properties :
هي الخواص التي تنتج عن سقوط الضوء على المعدن مثل اللون و البريق و المخدش و الشفافية

اللون color :
اول ما يمكن ملاحظته عن المعادن هو لونها اذ توجد معادن لها ألوان مميزة و ثابتة مثل: الكبريت أصفر ،والكالسيت ابيض اللون عادة ،والهيماتيت احمر اللون ،والبيريت (كبريتيد الحديد)لونه اصفر نحاسي ،والاوزريت (كربونات النحاس القاعدية)لونه ازرق ,اما المالاكيت (كربونات النحاس المائية) فاخضر اللون
و لكن هذه الخاصية اقلها استخداماً في التعرف على المعادن لأن كثيرا من المعادن لها ألونا متشابهة مثل الجرافيت و الماجنتايت كلاهما اسود اللون ، و الكوارتز و الكالسيت و الجبس جميعها بيضاء اللون.
كما أن المعدن الواحد يمكن أن يوجد بألوان عديدة بسبب ما يحويه من شوائب مثل الكوارتز فمنه الأبيض المعتاد و الشفاف الدخاني و الأحمر و الاصفر و البنفسجي
البريق Luster :
هو المظهر الذي يبديه سطح المعدن نتيجة لإنعكاس الضوء عليه . و هو من الصفات ذات الاهمية في تمييز المعادن و يتوقف بريق المعدن من حيث نوعه و شدته على نوع و مقدار الانعكاسات الضوئية على سطحه

ويقسم بريق المعادن الى نوعين:
بريق فلزي : كما في المعادن المعتمة ذات المظهر البراق كالجالينا و الذهب و الفضة و البيريت و غيرها
بريق لا فلزي : كما في المعادن الشفافة و المعادن الفاتحة اللون و يشمل البريق الزجاجي كما في الكوارتز و الكالسيت ، والبريق الماسي الذي يشبه بريق الماس (زجاجي براق) ، و البريق الصمغي أو الشمعي كما في الكبريت ، و البريق اللؤلؤي كما في التلك ، والبريق الحريري كما في الجبس الليفي و بعض أنواع الاسبستوس ،والبريق الترابي أو الأرضي كما في الكاولين.

المخدش أو المحك Streak:هو لون مسحوق المعدن الناعم الذي يلتصق على سطح قطعة بيضاء خشنة من الخزف (لوحة المخدش) عندما يستخدم في حك قطعة المعدن عليها .
و يكون مخدش المعدن عادة مشابها للونه الاصلي و قد يختلف عنه تمام الاختلاف ،فمثلا لون معدن البيريت اصفر نحاسي و لكن مخدشه اسود مخضر . و معدن الليمونايت لونه بني غامق الا ان لون مسحوقه اصفر (أي أن لون المسحوق يختلف عن لون المعدن وهو كتلة متماسكة)

و يتميز لون المخدش أنه ثابت في المعادن التي لا يتغير لونها لتغير نوع أو كمية الشوائب بها

الشفافية Transparency :
هي قدرة شريحة رقيقة من المعدن على إنفاذ الضوء .
و تنقسم المعادن من حيث الشفافية إلى :
معادن شفافة تسمح برؤية الاجسام خلالها مثل الجبس و الكالسيت
معادن نصف شفافة يمكن رؤية الاجسام من خلالها بغير وضوح مثل معدن الفلوريت
معادن معتمة لا يمكن رؤية الاجسام خلالها مثل معدن الهيماتايت


ثانياً الخواص التماسيكة Cohensive properties :
تتوقف الخواص التماسكية للمعدن على التركيب البلوري أي على التركيب الذري الداخلي و قوى الربط بين الأيونات او الذرات المكونة لبلورات المعدن و لذا كانت هذه الخواص ثابتة ومميزة للمعدن الواحد وتختلف من معدن لآخر باختلاف التركيب البلوري للمعدن
و من الخواص التماسكية الهامه :

الصـلادة او القساوة Hardness :هي مقدار مقاومة المعدن للخدش (التآكل) وهي اكثر الخصائص الطبيعية استخداما في التعرف على المعادن .وهي خاصية نسبية يمكن تحديدها بحك معدن معلوم الصلادة بأخر مجهول الصلادة او العكس . او باستخدام ادوات اختبار معروفة الصلادة كظفر الإنسان الذي تقدر صلادته بـ 2.5 ، او قطعة نقود معدنية حيث تقدر صلادتها بـ 3 ،او نصل سكين و صلادتها 5.5 أو بمبرد من الصلب و صلادته 6.5 .
و قد اتفق على استخدام مقياس خاص لتقدير صلادة المعدن تقديرا نسبيا و بالأرقام يعرف بـ مقياس موهس للصلادة Mohs Scale of Hardness
مقياس موهس لصلادة المعادن درجة صلادة المعدن و اداة الاختبار

1 التلك يخدش بأظفر الاصبع بسهولة

2 الجبس يخدش بأظفر الاصبع بصعوبة

3 الكالسيت يخدش بقطعة نقود معدنية

4 فلوريت يخدش بسكين بسهولة

5 الاباتايت يخدش بسكين بصعوبة

6 الارثوكليز يخدش بقطعة زجاج بصعوبة

7 الكوارتز يخدش بمبرد حديدي

8 توباز يخدش بالكوارندم

9 الكوارندم يخدش بالألماس

10 الألماس لا توجد اداة اختبار


التشقق و الانفصام Cleavage:
هو خاصية الكسر على سطح بلوري معين (في اتجاهات منتظمة ثابتة) إذا ما طرقت طرقا خفيفا
و ينتج عن تشقق المعادن سطوحا مستوية ناعمة تعرف بمستويات التشقق او الانفصام .
يحث الانفصام في اتجاه او اثنين او ثلاثة او اكثر ، و المعدن الذي يمتاز بالتشقق يمكن فصله في اتجاه يوازي اتجاهات التشقق الى اجزاء عديدة فمعدن الميكا مثلا يوجد له اتجاه واحد للتشقق الكامل و ينفصل المعدن الى صفائح رقيقة
وقد يوجد اكثر من اتجاه لمستويات التشقق فمعدن الهاليت و الجالينا من المعادن التي تتشقق بلوراتها تشققاً كاملاً في ثلاثة اتجاهات توازي اوجه المكعب بحيث تعطي سطوحا ملساء براقة أي انها تنفصل على هيئة مكعبات




المكسر fracture :هو شكل السطح الناتج عند كسر عينة من المعدن في اتجاهات اخرى غير مستويات التشقق و يكون الكسر اما محارياً يشبه خطوط النمو في صدفة المحار مثل مكسر الكوارتز و الصوان او مستويا او مسننا (متعرجاً)
و المعادن التي ليست لها خاصية الانفصام تنكسر في اتجاهات غير محددة و تكون اسطحها غير ملساء بعكس الانفصام الذي تتميز سطوحه بأنها ملساء لأنها تنكسر على سطوح محدودة بسبب بيئة المعدن البلورية





ثالثـــــــــاً : الوزن النوعي specific gravity
هو نسبة وزن حجم معين من مادة الى وزن حجم مساوي له من الماء المقطر عند درجة 4مْ
فإذا كانت كتلة مادة ما اربعة اضعاف كتلة حجمه من الماء فإن وزنه النوعي يساوي اربعة .وقد وجد ان الوزن النوعي لمعظم المعادن تتفاوت من 2- 5 جم/سم3


رابعاً : قابلية التأثير بالمغناطيس
هناك بعض المعادن التي تنجذب الى المغناطيس الكهربائي القوي اذا قربت منه في حين ان بعض المعادن تتنافر مع المغناطيس القوي
من المعادن التي تننجذب الى المغناطيس جميع معادن الحديد منها الهماتيت و الماجنتايت بينما معدن الكالسيت و الزيركون و الكوارتز تتنافر مع المغناطيس القوي

خامساً: خواص حسية
كاللمس و الرائحة و المذاق ، فمعدن التلك صابوني الملمس و معدن البيريت له رائحة كبريتية اذا سخن ومعدن الهاليت طعمه مالح.