Строение минералов

Большинство минералов в природе находится в кристаллическом состоянии, и лишь незначительная часть в аморфном. Различие между кристаллическим и аморфным состоянием вещества состоит в том, что в кристаллическом теле атомы и ионы располагаются в строго определенном, характерном для данного вещества порядке, образуя пространственную (кристаллическую) решетку, благодаря чему многие минералы имеют вид правильных многогранников (кристаллов), например кварц. У аморфных веществ подобной закономерности в пространственном распределении атомов и ионов нет (они расположены в беспорядке), и поэтому для аморфных минералов характерна неправильная внешняя форма (кремень).

Различие в строении кристаллических и аморфных минералов обуславливает различие их свойств. Главнейшими особенностями кристаллических минералов являются:

- анизотропность - изменение свойств минерала с изменением направления, т.е. свойства кристаллических минералов в разных направлениях могут быть различны;

- однородность - любые два участка кристаллического минерала обладают совершенно одинаковыми свойствами по параллельным направлениям;

- свойство самоогранения - способность кристаллических минералов при росте принимать форму правильных многогранников - кристаллов.

Каждому минералу присуща своя кристаллическая форма, зависящая от химического состава, условий образования, строения решетки. В кристалле различают следующие элементы: грани, или плоскости, ограничивающие кристаллы, ребра - линии пересечения граней, вершины - точки пересечения ребер, гранные углы - углы между гранями. Вершины кристаллов соответствуют узлам, ребра - рядам, а грани - плоским сеткам пространственной решетки.

Известны случаи, когда в различных природных условиях вещества одинакового химического состава образуют минералы, имеющие разное строение кристаллических решеток, и следовательно, разные свойства (рис.1). Такое явление называется полиформизмом, примером которого являются две модификации углерода С- алмаз и графит. Алмаз - самый твердый из всех минералов, встречается в виде крупных кристаллов, его плотность 3,5 г/см³, прозрачен, обладает плохой электропроводностью. В отличие от алмаза графит очень мягок, его плотность 2,2 г/см³, непрозрачен даже в тонких пластинках, имеет

темно-серый или черный цвет, кристаллизуется в виде чешуйчатых шестиугольных пластинок, является хорошим проводником электричества.

Аморфные минералы, не обладающие пространственной кристаллической решеткой по своим свойствам изотропны, т.е. их свойства одинаковы во всех направлениях (вода, кремень). Кроме явно кристаллических и аморфных минералов, в земной коре широко распространены скрытокристаллические, к числу которых относятся коллоиды. Как известно, коллоидами являются разнородные дисперсные системы, состоящие из дисперсной среды (растворитель) и дисперсной фазы (тонкораспыленные частицы). Среди коллоидов различают золи, в которых дисперсная среда преобладает над дисперсной фазой, и гели, в которых наоборот, преобладает дисперсная фаза. Примером золей могут служить железистые воды, а гелей минералы лимонит (гель гидроксидов железа), опал (гель кремнезема) и др. Потерявшие с течением времени воду гели подвергаются перекристаллизации, формируя твердые коллоиды. Рентгеноструктурные исследования показали, что твердые коллоиды представляют собой не аморфные, как считали ранее, а скрытокристаллические вещества.