إن نوع الذرات وترتيبها الداخلي في أي معدن لا يحددان شكله البلوري فقط ولكنهما يحددان أيضاً خواصه الطبيعية والكيميائية والضوئية . فبما أن المعادن مركبات كيميائية لها نظام بلوري خاص ، فإن الخواص الطبيعية للمعدن الواحد ثابتة ويمكن استخدامها في الكثير من الأحيان للكشف عن المعدن . ويمكن التعرف على المعادن إما بواسطة فحصها بالعين المجردة أو اختبارات طبيعية أو كيميائية أو ضوئية . وتعتبر الخواص الطبيعية مهمة جداً للتعرف على المعادن ويمكن تقسيمها إلى التالي :
أولا : الخواص البصرية :
هي مجموعة من الخواص التي تعتمد على الضوء مثل اللون والمخدش والشفافية والبريق والتضوء (التفلور والتفسفر) .
1- اللون :
تم تقسيم اللون على أساس ثباته في المعدن إلى :
• معادن ثابتة اللون : مثل الكبريت لونه أصفر ، والكلسايت أبيض اللون عادة ، والهيماتايت ذو لون أحمر ، أما الملاكايت فأخضر اللون ، واللون الأزرق لمعدن الأزيورايت ، واللون الأصفر للذهب والبيرايت ، واللون الأحمر للنحاس ، ...
• معادن متغيرة اللون : مثل الكوارتز يظهر بألوان متعددة بسبب ما يحويه من شوائب ، فالكوارتز منه الشفاف والوردي والبنفسجي والأبيض ، وكذلك الفلورايت الذي يكون غالباً ذا لون أخضر أو أصفر أو لون أبيض أو بني أو قرمزي أو عديم اللون نتيجة لوجود مواد ملونة على هيئة شوائب أو مواد دخيلة ، ويتوقف اللون على نوع الضوء الذي يمتصه أو يعكسه المعدن . ويراعى عند فحص المعدن أن يكون سطحه حديث القطع كي يتضح اللون الأصلي .
2- اللمعان أو البريق (Luster) :
هو مظهر سطح المعدن عندما ينعكس عليه الضوء ، ويعتمد على كمية الضوء المنعكسة على السطح .
ينقسم لمعان المعادن إلى نوعين رئيسيين :
( أ ) اللمعان الفلزي . مثل بريق الذهب والبيرايت والجالينا .
(ب) اللمعان غير الفلزي .
ويمكن تقسيم البريق اللافلزي إلى أنواع مختلفة أهمها :
• البريق الزجاجي : مثل بريق معدن الكوارتز .
• البريق اللؤلئي : مثل بريق معدن التلك .
• البريق الحريري : مثل بريق معدن الأسبستوس .
• البريق الصمغي : مثل بريق معدن السفاليرات والكبريت .
• البريق الماسي : مثل بريق معدن الألماس .
• البريق الترابي : مثل بريق معدن البوكسايت .
3- الأثر (المخدش)(Streak) :
يقصد بأثر المعدن لون مسحوقه الناعم الذي يلتصق بقطعة خزف بيضاء لدى حك المعدن عليها ، وليس بالضرورة أن يكون لون المعدن مثل لون أثره . فمعدن البيرايت لونه أصفر ذهبي بينما أثره أسود ، وتعطي معادن الحديد السوداء اللون مثل الماجناتيت والهيماتيت والألمناتيت مخدشاً مميزاً لكل واحد منهم، فالهيماتيت مخدشه أحمر بينما الماجناتيت أسود بينما الألمناتيت مخدشه محمر. وقد يتشابه لون المخدش مع لون المعدن كما هو الحال في كل من معدني الليمونايت والجرافايت ويلاحظ أن معظم المعادن ذات البريق اللافلزي لها مخدش ذو لون أبيض أو فاتح ولهذا فإن خاصية المخدش ليست بالصفة التي يمكن الاعتماد عليها عند الرغبة في التفريق بين المعادن ذات البريق اللافلزي .
ثانيا : الخواص التماسكية :
هي مجموعة من الخواص التي تتوقف على مقدار تماسك المعدن مثل الصلادة والانفصام والانفصال والمكسر وكذلك قابلية المعدن للسحب والطرق والتشكيل .
1- الصلادة (Hardness) :
هي مقدار مقاومة المعدن للخدش أو التآكل .
ويندر أن يتشابه معدنان في صلادتهما ، ويعبّر عنها بسلم يتدرج من 1 – 10 ، فمعدن التلك صلادته 1 وهو أطرى المعادن ، أما الألماس فصلادته 10 في السلم وهو أقسى المعادن . وتقاس الصلادة بخدش معدن بمعدن آخر . وللمقارنة العملية نذكر أن صلادة ظفر الإنسان هي 2 تقريبا ، وصلادة سكين من الفولاذ هي 5 ، وصلادة الزجاج 5.5 ، وصلادة مبرد حديد هي 6 ، ويشمل هذه الدرجات العشر مقياس عالمي يسمى مقياس قوة الصلادة .
ويمكن ترتيب المعادن بالنسبة لصلادتها كالتالي :
[table]سلم صلادة المعادن
الدرجة : المعدن
1 التلك
2 الجبس
3 الكلسايت
4 الفلورايت
5 الأباتايت
6 الفلسبار
7 الكوارتز
8 التوباز
9 الكورندوم
10 الماس
ملاحظة :
قد لا يتوافر مقياس الصلادة ، فيمكن حينها استخدام قطع الزجاج أو قطع الصلب أو المسامير والدبابيس والقطع المعدنية كمقاييس بديلة .
2- الانفصام (Cleavage) :
هو قابلية المعدن للانكسار في اتجاهات معينة عند طرقها طرقاً خفيفاً ً، وينتج عن ذلك تكون أسطح مستوية ومتوازية ، ويطلق على هذه الأسطح مستويات الانفصام ، وترتبط اتجاهات مستويات الانفصام ارتباطاً وثيقاً بالتركيب البلوري للمعدن فتكون هذه المستويات موازية لوجه بلوري معين أو عدة أوجه مميزة في المعدن القابل للانفصام .
3- الانفصال :
هي الخاصية التي لا ترتبط بالتركيب البلوري للمعدن عندما يتفتت أو يتكسر إلى أجزاء صغيرة . ذلك لأن تفتت المعدن يكون بسبب مستويات الضعف في المعدن وتنتج هذه المستويات عن عوامل خارجية حدثت للمعدن بعد تبلوره مثل الضغط والتكسير .
4- المكسر (Fracture) :
هو عبارة عن الشكل الذي يكون عليه سطح المعدن عند كسره صناعياً في اتجاهات تختلف عن الاتجاهات التي ينفصم المعدن فيها ، ويكون الكسر إما مستقيما أو متعرجا . وهناك عدة أشكال للأسطح المعدنية التي تتعرض للكسر صناعياً مثل المكسر الحراري (معدن الكوارتز) والمكسر الترابي (معدن الكاولين) .
5- التماسكية :
هي الصفة التي تعتمد على قوة الترابط بين ذرات المعدن وتعرف بأنها مقاومة المعدن للثني أو السحب أو الكسر أو الطحن .
ثالثا : الوزن النوعي :
هو نسبة وزن المعدن إلى وزن حجم مساو له من الماء .
ويمكن التعرف على الوزن النوعي التقريبي للمعادن عن طريق حمل عينة باليد فنميز بذلك المعادن الثقيلة من المعادن الخفيفة .
ويمكن تحديد الثقل النوعي لأي معدن بتطبيق المعادلة التالية :
الثقل النوعي للمعدن =
ﻫ - ﻫ1
حيث إن ﻫ = وزن المعدن في الهواء
ﻫ1 = وزن المعدن في الماء
ويمكن تقسيم المعادلة من ناحية الثقل النوعي إلى : خفيف مثل معدن الجرافيت (2,2). متوسط مثل معدن الكوارتز (3,6). وثقيل مثل معدن البارايت (4,5). وثقيل جداً مثل معدن الجالينا (7,6).
رابعا : صفات خاصة لبعض المعادن :
• الشفافية (Transparency) :
تعتمد هذه الخاصية على قدرة المعدن على إنفاذ الضوء خلاله وتنقسم المعادن من حيث الشفافية إلى ثلاثة أنواع :
أ- معادن شفافية :
وهي المعادن التي تسمح بمرور معظم الضوء الساقط عليها ويمكن رؤية لأجسام من خلالها بسهولة مثل أنواع الكوارتز والكلسايت .
ب- معادن نصف شفافية :
وهي معادن تنفذ الضوء بكمية أقل من المعادن الشفافة ولا تسمح برؤية الأجسام خلالها مثل معدن الأوبال .
ج- معادن معتمة :
وهي المعادن التي لا تسمح بمرور الضوء حتى من خلال شرائحها الرقيقة مثل معادن الماجنايت والبيرايت والجالينا .
• الخواص الحسية :
هي الخواص التي تعتمد على الحواس كالملمس والرائحة والمذاق .
أ- الرائحة :
تتميز بعض المعادن برائحة خاصة عندما تتعرض للاحتكاك أو التسخين أو التنفس عليها مثل :
رائحة طينية : وهي الرائحة التي تنتج عند وضع الماء على معدن الكاولين .
رائحة زنخة : عند تسخين بعض عينات حجر الجير القطراني .
رائحة ثومية : وتصدر عن بعض المعادن الزرنيخية عند حكها أو تسخينها مثل معدن ارزنيوبيرايت .
رائحة كبريتية : عندما ينطلق غاز كبريتيد الهيدروجين بتسخين معدن البيرايت .
ب- الملمس :
وهو التأثير الناتج عن لمس المعدن باليد، ويوصف المعدن بأنه ذو ملمس :
بارد : وهو مميز للمعادن العنصرية مثل الذهب والنحاس .
صابوني (شحمي) : وهو مميز لمعدن التلك .
ناعم : وهو مميز لمعدن الأوبال .
ج- الطعم :
تتميز بعض المعادن بطعم معين، وقد أمكن معرفة الأنواع الآتية :
طعم قلوي .
طعم ملحي . مثل الملح الصخري .
طعم مر .
طعم رطب .
ويميز كل طعم معدن معين ، كما يجب الحذر عند تذوق بعض العينات الفاتحة ، ولا تتذوق مطلقا العينات الداكنة اللون .
• الخواص الحرارية :
وهي الخواص التي تعتمد على الحرارة مثل قابلية المعدن للانصهار .
• الخواص التي تعتمد على الشكل البلوري للمعدن .
• الاستشعاع :
تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية ، تتسم بعض المعادن بلون خاص مثل الكلسايت وتسمى بخاصية التضوء .
• النشاط الإشعاعي :
تمتاز بعض المعادن بإطلاق إشعاعات نتيجة للتحلل الذاتي لذراتها ، ويمكن الكشف عن هذا الإشعاع بواسطة أجهزة خاصة مثل عداد جايجر ، ومن أهم المعادن المشعة اليورانينايت والثورايت والمونازايت والبتشلبلند .
• المغناطيسية (قابلية التأثر بالمغناطيس)(Magnetism) :
مثل معدن الماجنيتايت (Magnetite) ومعدن البيروهوتايت . بينما لا تتأثر بعض المعادن بذلك إطلاقاً مثل معدن الكوارتز وغيره من المعادن .
• قابلية توليد الكهرباء تحت تأثير الضغط أو الحرارة (Pyroelectricity,Piezoelectricity) :
مثل بعض أنواع الكوارتز والتورمالين .
وتتميز بعض المعادن مثل التوباز والكبريت بأن لها قابلية لأخذ شحنات كهربائية عندما تتعرض للاحتكاك أو دلكها بقطعة من الحرير حيث تلتقط قصاصات الورق أو قطع صغيرة من القش . ويتم فصل المعادن القابلة للتكهرب من المعادن العديمة القابلية بطريقة الفصل الكهروستاتيكي .
• الانصهارية :
معظم المعادن لها درجات انصهار ثابتة إذا كانت نقية ، فالذهب ينصهر عند 1062°م بينما تنصهر الفضة عند 960°م ... إلخ .
• الخواص الضوئية للمعادن :
ويمكن تلخيص هذه الخواص بإيجاز في ما يلي :-
أ- معامل الانكسار :
إذا سقط شعاع ضوئي على سطح معدن ما، فإن هذا الشعاع ينكسر عند نفاذه من العينة. فإذا كانت زاوية السقوط هي ق ، وزاوية الانكسار هي ك ، فإن معامل الانكسار يمكن كتابته بالشكل التالي :-
معامل الانكسار (م) = جا ق
جا ك
وتسمى هذه المعادلة قانون سنل .
ومعامل الانكسار يكون ثابتاً للمعدن الواحد مهما اختلفت زاوية السقوط ، ويختلف هذا المعامل باختلاف المعادن ، فمعامل الانكسار لمعدن الزركون يساوي 1,93 ، وتتراوح قيمة معامل الانكسار لمعدن الكوارتز من 1,553 إلى 1,544 ، أما معامل الانكسار لمعدن الفلورايت فيساوي 1,43 .
ب- الانكسار المزدوج :
وهو أن ينكسر الشعاع الساقط عند نفاذه من المعدن إلى شعاعين لكل منهما زاوية انكسار تختلف عن الأخرى ، والمعادن التي لها خاصية كسر الشعاع الساقط إلى شعاعين منكسرين تسمى المعادن ذات الانكسار المزدوج .
ومن أمثلة هذه المعادن : معدن الكلسايت ومعاملا الانكسار لهذا المعدن هما 1,658 و 1,486 بفارق قدره 0,172 .
وتسمى المعادن التي يكون لها معامل انكسار ثابت مهما اختلف اتجاه سقوط الضوء ، تسمى هذه المعادن متجانسة ضوئياً ، والمعادن المتجانسة ضوئياً لا تفصل الشعاع الساقط إلى شعاعين ، وإنما ينكسر الشعاع الساقط إلى شعاع واحد فقط .
الرئيسية 
أحدث الصور 
التسجيل 
دخول 
الثلاثاء أبريل 29, 2008 9:17 am