Proprietatile fizice ale mineralelor
Proprietati morfologice
Proprietati legate de coeziune
Proprietati electrice
Proprietati magnetice
Recunoasterea unui mineralCu precizie?
Analize instrumentale
Proprietatile fizice macroscopice ale mineralelor
•Morfologia cristalelor individuale (habitus, tracht) si a agregatelor cristaline
•Clivaj si spartura (proprietati legate de coeziune)•Duritate•Greutate specifica•Culoare, transparenta, luciu
Proprietatile comune dupa care se identifica mineralele
Cristale izolate - Habitus
Dezvoltare egala in cele trei directii - Izometric (sistemul cubic)Dezvoltare preferentiala pe o directie – columnar, prismatic, acicular, fibrosDezvoltare preferentiala pe doua directii – lamelar, tabular, foios.
Agregate cristaline
Concresteri de cristale
Apartinand aceleiasi specii minerale•Concresteri regulate•Concresteri simetrice•Concresteri neregulate
Apartinand unor specii minerale diferite
Epitaxia
Concresteri regulate
Concresterile paralele (aceleasi specii minerale)agregate de cristale identice cu fetele si axele cristalografice paraleleconstituie un monocristal – structura atomica interna ramane
neschimbataenergie libera totala a cristalului mai mica decat daca ar fi crescut neregulat
Epitaxia asocierea unor specii minerale diferite conditionata de dispunerea paralela a unor elemente de simetrie ale unui mineral fata de elementele de simetrie ale altui mineral
Conditie: structura planelor reticulare ce se suprapun sa fie asemanatoare ca si constantele reticulare
Concresteri simetrice
(Twinning)
• Concresteri simetrice de doua sau mai multe cristale apartinand aceluiasi mineral, orientate unul fata de altul prin legi bine determinate
• Crestrea este controlata cristalografic – indivizii cristalini maclati formeaza o configuratie cu simetrie absenta intr-un cristal individual.
un nou element de simetrie• Operatiile de simetrie care pun in evidenta macla (elementele cristalografice ale maclelor) sunt:
– Reflexia dupa un plan(care poate fi o fata existenta sau posibila in cristal) plan de macla – Rotatia axa de simetrie a maclei (de obicei de ordinul 2) – dupa o directie comuna ambilor
indivizi cristalini cu unghi de invarianta de 180°– Inversia – fata de un punct centrul de simetrie al maclei– nu coincid cu elementele de simetrie ale cristalului unic.
• Legea de maclare defineste operatia de simetrie si directia (planele de macla sunt indicate cu indici Miller (hkl), axa maclei este indicata printr-un simbol de zona [hkl]).
Plan potential de maclare(111)
Plan de oglindire
Plan de alipire Macle de contactMacle de contactPlanele de alipire corespund planelor de macla (oglindire)
Macle penetrativeMacle penetrativePlanele de alipire sunt neregulate
Tipuri de macle
Axa maclei
Macle multiple
Formate din 3 sau mai multe cristale maclate
- Macle polisintetice Macle polisintetice planele de alipire sunt paralele
- Macle ciclice Macle ciclice planele de alipire nu sunt paralele
Rutil (TiO2)
Macle ciclice
Crisoberil (BeAl2O4 )
CalcitAlbit
Macle polisintetice
Legi de maclare in sistemul triclinic
Macla dupa legea albitului{010} – plan de macla
Macla in gratar a microclinului (macla dupa legea albit-periclin)[010] axa maclei
http://www.jeffreycreid.com/petrography/pet_igneous.html#Plagioclase
Legi de maclare in sistemul monoclinicPlanul maclei este paralel cu o fata posibila a cristalului dar niciodata paralel cu un plan de simetrie al cristalului
Axa maclei este un ax de zona sau o directie perpendiculara pe o fata dar niciodata o axa de simetrie in cristal
Macle ciclice si de contact
Legi de maclare in sistemul rombic
Legi de maclare in sistemul tetragonal
{0112} macle de contact simple sau polisintetice
exceptie: Axul de macla || c
Legi de maclare in sistemul hexagonal
Macle Macle penetrative cu penetrative cu axul maclei II axul maclei II ax de rotatieax de rotatie
Legi de maclare in sistemul cubic
Coada de randunicaGips Macla de
penetretieFluorina
Macla in grnunchiGips
Macla de penetratieOrtroza
Macla de penetratieCassiterit
Staurolit
Clivaj si spartura – raspunsul unui cristal la aplicarea unui forte exterioareClivajul –tendinta unui mineral de a se desface dupa plane atomice paralele, perpendicular pe directia de minima coeziune (notate ca indici Miller)Clivajul este intotdeuna in relatie cu simetria cristalului
Duritatea unui cristal depinde de tipurile de legaturi din retea si de prezenta sau absenta defectelor de reteaScara lui Mohs
Greutate specifica (G) – (densitatea relativa) – este un numar care exprima raportul dintre masa unei substante si masa unui volum egal de apa la temp. 4°C (temperatura densitatii maxime a apei)
Spartura: modul in care se sparg mineralele, independent de directia de clivaj;concoidala, fibroasa, aschioasa, neregulata…
Proprietatile fizice macroscopice ale mineralelor
Culoarea mineralelor
λ absorbit versus culoare observata400 nm violet absorbit → verde-galben observat (λ 560 nm)450 nm albastru absorbit → galben observat (λ 600 nm)490 nm albastru-verde absorbit → rosu observat (λ 620 nm)570 nm galben-verde absorbit → violet observat (λ 410 nm)580 nm galben absorbit → albastru observat (λ 430 nm)600 nm portocaliu absorbit → albastru observat (λ 450 nm)650 nm rosu absorbit → verde observat (λ 520 nm)
Lungimea de unda
Scurta Lunga
Energie
Ridicata Scazuta
Culoarea mineralelorMecanisme
Absorbtia are loc datorita interactiunilor dintre fotoni si electroni.
Regula lui Hund – é disponibili pentru mai mult de un orbital, vor fi distribuiti pe orbitalii disponibili cu spinul in aceeasi directie
Culoarea mineralelor
1
24
3≥5
Procese responsabile de aparitia culorii in minerale
-Tranzitii orbitale – CFT (crystal field tranzitions) – tranzitii orbitale ale electronilor datorate absorbtiei unor energii corespunzatoare unor anumite lungimi de unda din domeniul vizibil, egale cu hiatusul energetic dintre doua nivele orbitale
- Tranzitii moleculare MOT (molecular orbital transitions) tranzitii moleculare ale electronilor de valenta intre ionii moleculari – energia de tranzitie este de acelas ordin de marime cu energia unei anumite lungimi de unda din domeniul vizibil
- “Centre de culoare” – (color centers) – datorate unui electron in plus sau in minus care se comporta ca un defect de retea
ex. halit
Teoria campului cristalin (crystal field tranzitions)
•In atom é se gasesc pe nivele energetice discrete numite cuante;•Fiecare é este definit de 4 numere cuantice, care desemneaza sarcina, tipul de orbital, directia de spin si momentul magnetic;•-salturile energetice pe orbitalii de energie superioara se realizeza cu absorbtie de energie;•-la interactiunea cu lumina alba, sunt absorbite acele lungimi de unda a caror energie furnizeaza exact necesatul saltului energetic – absorbtia unei anumite λ→aparitia unei culori complementare
Metale - opace incoloreMinerale colorate
Tipuri de culori
Pseudocromatice – labrador
-Idiocromatice – mineral constituit din compusi ai elementelor din grupele tranzitionale – olivina, piroxeni, amfiboli, halit
Allocromatice – culoare datorata unor substante straine – ioni (substitutii izomorfe), faze solide micronice, incluziuni
-Ex. Cuartul, berilul (Cr, Mn)
Jocuri de culori
Iridiscenta – filme depuse pe suprafata cristalelor - hematit, bornit, limonit, sphalerit
Difractia luminii – opalul
Labradorescenta - exolutii