bài giảng khoáng vật

KHOAÙNG VAÄT


KHOÁNG VẬT

Khoáng vật là những chất rắn đồng nhất
được hình thành bởi quá trình vô cơ trong tự nhiên,
có cấu trúc thành phần hoá học xác đònh và
tính chất vật lý đặc trưng.


Cấu trúc tinh thể là sự sắp xếp trong không gian hình học có trật tự của các nguyên tử trong cấu trúc bên trong của
khoáng vật.

Hệ tinh thể là một nhóm điểm của các mạng tinh thể (tập hợp các phép đối xứng
quay và đối xứng phản xạ mà một điểm của mạng tinh thể không biến đối). Hệ
tinh thể không có các nguyên tử trong các ô đơn vị. Nó chỉ là những biểu diễn hình
học mà thôi. Có tất cả bảy hệ tinh thể. Hệ tinh thể đơn giản nhất và đối xứng cao
nhất là hệ lập phương, các hệ tinh thể khác có tính đối xứng thấp hơn là: hệ sáu
phương, hệ bốn phương, hệ ba phương (còn gọi là hình mặt thoi), hệ trực thoi, hệ
một nghiêng, hệ ba nghiêng. Một số nhà tinh thể học coi hệ tinh thể ba phương là
một phần của hệ tinh thể sáu phương.



Observe some ways atoms are arranged in a mineral

04.04.c1-3

Cubic

Tetrahedron

Octahedron


•

Hình thành trong tự nhiên: Khoáng vật chỉ sinh ra trong tự
nhiên và để phân biệt với khoáng vật được thành
lập trong phòng thí nghiệm, phòng nghiên cứu. Ngày
nay con người đã tạo được những khoáng vật nhân tạo
như khoáng vật thành tạo trong thiên nhiên kể cả các
loại đá q như ruby, emerald, kim cương....




Chất rắn đồng nhất: Có nghóa là bao gồm chất rắn đơn không
thể chia nhỏ trong những hỗn hợp hoá học đơn giản hơn. Sự xác
đònh tính đồng nhất rất khó khăn bởi vì nó liên quan tới tỷ lệ
mà nó được xác đònh.
Ví dụ một mẫu vật xuất hiện đồng nhất đối với mắt thường có
thể chứng minh không đồng nhất khi quan sát dưới kính hiển vi độ
phóng đại lớn. Xác đònh là rắn sẽ loại bỏ trường hợp khí và
lỏng. Nước như là nước đá của băng hà là khoáng vật nhưng
nước thì không được xem là khoáng vật.



Thành phần hoá học xác đònh: không đồng nghóa với thành phần hoá

học cố đònh hay không đổi. Thành phần hoá học xác đònh có thể được
giải thích bằng công thức hoá học. Ví dụ thành phần hoá học của thạch
anh là SiO2. Bởi vì thạch anh không chứa nguyên tố nào khác hơn là silic
và oxy. Tuy nhiên phần lớn khoáng vật không có thành phần hóa học
cố đònh. Trong một số khoáng vật, ion của nguyên tố này có thể được
thay thế bằng ion của nguyên tố khác có cùng kích thước. Và sự khác
biệt nhỏ trong thành phần không làm thay đổi bản chất cơ bản của
khoáng vật. Ví dụ khoáng vật olivin có công thức (Mg,Fe)2SiO4 trong đó
Mg2SiO4 (forsterite) và Fe2SiO4 (fayalite).




Cấu trúc xác đònh: Để chỉ mạng cấu trúc bên trong
của nguyên tử (ion) được sắp xếp có qui luật theo hình
dạng toán học. Đây là tiêu chuẩn của chất rắn kết
tinh. Khoáng vật là tinh thể. Những chất rắn như thủy
tinh thiếu vắng sự sắp xếp trật tự của các nguyên tử
được gọi là chất vô đònh hình (amorphous). Ví dụ thủy
tinh núi lửa không được xem là khoáng vật vì thành
phần rất khác nhau và không có cấu trúc trật tự
các nguyên tử.



Hình thành bởi quá trình vô cơ: để phân biệt với quá trình hữu
cơ; vì có những hỗn hợp được thành tạo từ hữu cơ có thể thoả
mãn tất cả các tiêu chuẩn của khoáng vật. Ví dụ calcium
carbonate (CaCO3) của vỏ nhuyễn thể, hay apatite [Ca5(PO4)3(OH)]
là thành phần cơ bản của xương và răng.

Dầu hỏa và than đá là loại khoáng sản cháy không được
xem là khoáng vật mặc dầu được thành tạo trong thiên nhiên.
Chúng không có cơ cấu sắp xếp nguyên tử.




Các khoáng vật silicate

Silicate tetrahedron

Tetrahedra bond
together and with other
elements


Các tứ diện đơn

Olivine

Tetrahedra bond to other elements, not
other tetrahedra


Các chuỗi đơn
Tetrahedra bond together to form single
chains

Pyroxene

Các chuỗi kép
Tetrahedra bond
to form double
chains

Amphibole


Silicates dạng tấm

Mica


Frameworks

Tetrahedra bonded together and with other elements
in 3D framework

Quartz

Feldspar


Các khoáng vật không silicate: Carbonates

Calcite

Dolomite

04.09.a