Хімічний склад і використання мінералів реферат

Обновлено: 02.07.2024

Минералы сыграли важнейшую роль в развитии человека и создании цивилизации. В каменном веке люди пользовались кремниевыми орудиями труда. Около 10 000 лет назад человек освоил способ получения меди из руды, а с изобретением бронзы (сплава меди и олова) начался новый век - бронзовый.

Содержание работы

Файлы: 1 файл

Тарский филиал.docx

Федерального государственного бюджетного

Высшего профессионального образования

Им. П.А. Столыпина

Выполнила: студентка Борисюк М.В.

Руководитель: Банкрутенко А.В

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ……………………………………

-Прочие свойства минералов………… ………………

Земная кора состоит в основном из веществ, называемых минералами - от редких и чрезвычайно ценных алмазов до различных руд, из которых получают металлы для наших повседневных нужд.

С начала железного века 3300 лет назад, человек осваивал все больше и больше способов использования полезных ископаемых добытых из земной коры. Современная промышленность по-прежнему зависит от минеральных ресурсов Земли. Знания о том, что они собой представляют, умение отличить их друг от друга позволяют грамотно их использовать в производственных целях.

Минералы — твердые природные или искусственные тела, обладающие сравнительно постоянным химическим составом, границами раздела с другими твердыми, жидкими и газообразными телами. Минералы состоят из правильно повторяющихся в трехмерном пространстве групп ионов, атомов или молекул различных элементов.

Известно около 2200 минералов, а число их названий с разновидностями более 4000. Последнее объясняется тем, что многие минералы имеют несколько названий (синонимы). Кроме того, разновидности минералов получают самостоятельные названия благодаря отклонениям от химического состава, цвета и других свойств. Широко распространенных в природе минералов насчитывается около 450 видов, остальные встречаются редко.

Названия минералов даются по характерным физическим свойствам, по химическому составу или по месту, где они были впервые обнаружены. Многие минералы названы в честь учёных открывших или описавших их.

Многие называют минералами все, что добывают из земли. Они относят к этому разряду также ископаемое топливо, например, уголь. Однако, минералоги - люди, которые профессионально изучают минералы - считают, что уголь, нефть и природный газ - органические субстанции, поскольку образовались из остатков когда-то живых растений и животных, а потому минералами не являются.

У минералов определенный химический состав. Они всегда однородны, другими словами, все части минерала одинаковы. Этим они отличаются от горных пород, состоящих из нескольких минералов.

Минералы состоят из химических элементов, т. е. веществ, которые уже нельзя разложить на другие вещества химическим путем. Из 107 известных науке элементов 90 встречаются в естественном виде в земной коре. Некоторые, их называют самородными элементами, пребывают в земной коре в чистом или почти чистом виде. Существует 22 самородных элемента, среди них - золото, серебро и алмазы (одна из форм углерода).

Часто встречающиеся минералы, такие как полевые шпаты, кварц и слюда, называются породообразующими. Это отличает их от минералов, которые находят только в небольших количествах. Кальцит - еще один породообразующий минерал. Он формирует известняковые породы.

В природе существует так много минералов, что минералогам пришлось выработать целую систему их определения, основанную на физических и химических свойствах. Иногда распознать минерал помогают очень простые свойства, например, цвет или твердость, а порой для этого требуются сложные тесты в лабораторных условиях с применением реагентов.

Физические свойства минералов имеют большое практическое значение и очень важны для их диагностики. Они зависят от химического состава и типа кристаллической структуры. Выделяют основные свойства и особые.

Все основные свойства проявляются (кроме особых) у каждого минерала. Часто разные по химическому составу минералы бывают внешне похожи по одному или нескольким свойствам. Например, по цвету, блеску, прозрачности минералы кварц и кальцит похожи и их трудно отличить по этим свойствам. Но по другим свойствам - твердости и спайности они резко отличаются друг от друга. Эти свойства для них являются диагностическими признаками. Таким образом, свойства минералов, по которым их можно определить или отличить друг от друга являются их диагностическими признаками.

Цвет- способность минерала отражать или пропускать через себя ту или иную часть видимого спектра.

Минералы могут иметь самые различные цвета и оттенки. Цвет минералов зависит от их внутренней структуры, от механических примесей и главным образом от присутствия элементов-хромофоров, т.е. носителей окраски. Известны многие элементы-хромофоры: таковы хром, ванадий, титан, марганец, железо, никель, кобальт, медь, уран, и некоторые другие. Эти элементы могут быть в минерале главными, или могут быть в виде примесей.

В природе почти не встречается минералов абсолютно однородных.

Эта неполная однородность их и некоторое непостоянство состава

происходят в результате внешних условий, при которых минералы

образуются, или являются следствием особых свойств химических элементов

При своем образовании минералы захватывают частицы посторонних

веществ, с которыми находятся в соприкосновении в момент образования.

Эти посторонние, чуждые минералу вещества и оказываются примешанными

к нему в переменном, случайном количестве, чисто механически. Иногда

механическая примесь посторонних веществ к какому-нибудь минералу

может количественно даже преобладать над веществом его и все-таки не

изменяет характеристических свойств самого минерала.

Совершенно отлична от этой неоднородность минералов,

Эти явления гораздо глубже. Они имеют уже не случайный,

механический, а физико-химический характер и подробнее будут

В настоящее время известно около 2000 минералов, но далеко не все

они имеют одинаковое значение как в природе, так и в жизни человека.

Всестороннее изучение минералов есть предмет минералогии

Минералогия принадлежит к циклу геологических наук, т. е. наук,

изучающих неорганическую часть земного шара. Возраст минералогии, как

науки, определяется периодом около двух тысяч лет. Таков возраст

древнейшего , дошедшего до нас минералогического трактата Феофраста,

Вспомогательными для минералогии науками являются химия, физика,

кристаллография и геология; сама же минералогия служит основой для

Возникновением своим минералогия обязана горному делу. Для того

чтобы найти минерал и затем использовать его, надо знать во-первых, что он

собою представляет, как выглядит, какими обладает свойствами и в каких

Дальше надо уметь отделить, следовательно прежде всего отличить

полезный минерал от бесполезного или даже вредного. Затем надо уметь

обработать минерал с тем, чтобы извлечь из него полезную составную часть.

Минералогия по своему содержанию делится на две большие части:

описательную и теоретическую. Описательная минералогия, как ясно из

названия, занимается исследованием и описанием минералов и всех их

свойств. Теоретическая минералогия стремится систематизировать данные

минералогии описательной, найти закономерность тех или иных явлений в

минералах, объяснить их; она изучает и разрабатывает самые методы

Как описательная, так и теоретическая минералогия изучают

Из всех свойств минералов выделим физические и химические. К

физическим относятся оптические, механические, электрические, м агнитные,

теплофизические свойства и плотность. К химическим свойствам отнесём

степень реакционной способности минералов, особенности их

взаимодействия с различными реагентами, растворимость. Есть и такие

свойства минералов, которые можно назвать физико-химическими.

На различиях плотности, электрических и магнитных свойств основаны

геофизические методы поиска и разведки месторождений полезных

ископаемых. Характер механических свойств определяет выбор способов

измельчения минералов при обработке их руд. Физико-химические свойства

поверхности зёрен и кристаллов влияют на поведение минералов при их

флотации. Термодинамические и химические свойства проявляют в

Хотя главные характеристики минералов (химический состав и

внутренняя кристаллическая структура) устанавливаются на основе

химических анализов и рентгеноструктурного метода, косвенно они

отражаются в свойствах, которые легко наблюдаются или измеряются. Для

диагностики большинства минералов достаточно определить их блеск, цвет,

Физические свойства минералов имеют большое практическое

значение (радиоактивность, люминисценция, магнитность, твёрдость,

оптические свойства и др.) и очень важны для их диагностики. Они зависят

от химического состава и типа кристаллической структуры. Например,

радиоактивные свойства минералов зависят от химического состава –

наличие радиоактивных элементов, спайность минералов зависит от

особенностей их кристаллической структуры, плотность - от химического

состава и от типа кристаллической структуры. Физические свойства могут

представлять скалярную величину (независимы от направления) , например

плотность, или быть векторными (зависящими от направления) , например

Блеск – качественная характеристика отраженного минералом света.

Некоторые непрозрачные минералы сильно отражают свет и имеют

металлический блеск. Это характерно для рудных минералов, например,

галенита (минерал свинца), халькопирита и борнита (минералы меди),

аргентита и акантита (минералы серебра). Большинство минералов

поглощают или пропускают значительную часть падающего на них света и

обладают неметаллическим блеском. Некоторые минералы имеют блеск,

переходный от металлического к неметаллическому, который называется

Минералы с неметаллическим блеском обычно светлоокрашенные,

некоторые из них прозрачны. Часто бывают прозрачными кварц, гипс и

светлая слюда. Другие минералы (например, молочно-белый кварц),

пропускающие свет, но сквозь которые нельзя четко различить предметы,

называют просвечивающими. Минералы, содержащие металлы, отличаются

от прочих по светопропусканию. Если свет проходит сквозь минерал, хотя

бы в самых тонких краях зерен, то он, как правило, нерудный; если же свет

не проходит, то он – рудный. Бывают, впрочем, и исключения: например,

светлоокрашенный сфалерит (минерал цинка) или киноварь (минерал ртути)

Минералы различаются по качественным характеристикам

неметаллического блеска. Глина имеет тусклый землистый блеск. Кварц на

гранях кристаллов или на поверхностях излома – стеклянный, тальк,

разделяющийся на тонкие листочки по плоскостям спайности, –

перламутровый. Яркий, сверкающий, как у алмаза, блеск называется

Когда свет падает на минерал с неметаллическим блеском , то он

частично отражается от поверхности минерала, а частично преломляется на

этой границе. Каждое вещество характеризуется определенным показателем

преломления. Поскольку этот показатель может быть измерен с высокой

точностью, он является весьма полезным диагностическим признаком

Характер блеска зависит от показателя преломления, а оба они – от

химического состава и кристаллической структуры минерала. В общем

случае прозрачные минералы, содержащие атомы тяжелых металлов,

отличаются сильным блеском и высоким показателем преломления. К этой

группе относятся такие распространенные минералы, как англезит (сульфат

свинца), касситерит (оксид олова) и титанит, или сфен (силикат кальция и

титана). Минералы, состоящие из относительно легких элементов, также

могут иметь сильный блеск и высокий показатель преломления, если их

атомы плотно упакованы и удерживаются сильными химическими связями.

Ярким примером является алмаз, состоящий только из одного легкого

элемента углерода. В меньшей степени это справедливо и для минерала

), прозрачные цветные разновидности которого – рубин и

сапфиры – являются драгоценными камнями. Хотя корунд состоит из легких

атомов алюминия и кислорода, они так крепко связаны между собой, что

минерал имеет довольно сильный блеск и относительно высокий показатель

Некоторые блески (жирный, восковой, матовый, шелковистый и др.)

зависят от состояния поверхности минерала или от строения минерального

агрегата; смоляной блеск характерен для многих аморфных веществ (в том

числе минералов, содержащих радиоактивные элементы уран или торий).

Минералы могут иметь самые различные цвета и оттенки. Цвет минералов

зависит от их внутренней структуры, от механических примесей и главным

образом от присутствия элементов-хромофоров, т.е. носителей окраски.

Известны многие элементы-хромофоры, таковы Cr, V, Ti, Mn, Fe, Ni, Co, Cu,

U, Mo и некоторые другие. Эти элементы могут быть в минерале главными,

В качестве примеров можно привести латунно-желтый пирит (FeS

свинцово-серый галенит (PbS) и серебристо-белый арсенопирит (FeAsS

других рудных минералов с металлическим или полуметаллическим блеском

характерный цвет может быть замаскирован игрой света в тонкой

поверхностной пленке (побежалостью). Это свойственно большинству

из-за его радужной сине-зеленой побежалости, быстро возникающей на

свежем изломе. Однако другие медные минералы окрашены в хорошо всем

Некоторые неметаллические минералы безошибочно узнаются по

цвету, обусловленному главным химическим элементом (желтому – серы и

черному – темно-серому – графита и др.). Многие неметаллические

минералы состоят из элементов, которые не обеспечивают им специфической

окраски, но у них известны окрашенные разновидности, цвет которых

обусловлен присутствием примесей химических элементов в малых

количествах, не сопоставимых с интенсивностью вызываемой ими окраски.

Такие элементы называют хромофорами; их ионы отличаются

избирательным поглощением света. Например, густо-фиолетовый аметист

обязан своей окраской ничтожной примеси железа в кварце, а густой зеленый

Читайте также: