بلورات ومعادن pdf - صالح عبيد

:المعادن

Minerals

يمكن تعريف المعدن بأنه عبارة عن مادة طبيعية

صلبة متجانسة التركيب

ذات تركيب كيميائي

مميز أو متغير في نطاق محدود وله تركيب بلوري داخلي

منتظم و

علىًانايحأ رهظيو تباث

شكل بلورات ويوجد على شكل متبلور في أغلب األحيان

. ويالحظ من التعريف السابق

أن

المعدن هو مادة توجد في الطبيعة وليس لإلنسان أو الحيوان أو النبات دخل في تكوينها. كما

لتحديد المعدن حيث أنه ال بد أن نعرف التركيب البلوريًايفاك سيل يئايميكلا بيكرتلا نأ ظحلان

الذي يتحكم في كثير من الصفات الطبيعية للمعدن مثل الصالبة والمخدش والوزن النوع

واللون. وتوجد المادة الكيميائية على صورة معدن أو أكثر يختلف كل منهما تمام اإلختالف عن

يوجد الكربون في الطبيعة على صورة معدن األلماس وهو أصلب المعادن المعروفةًلاثمف رخلآا

.كما يوجد على صورة معدن الجرافيت وهو من أقل المعادن صالبة

ويختص

علم المعادن

mineralogy

بدراسة تلك المواد المتجانسة التي توجد في الطبيعة من

جميع النواحي .مثل دراسة طرق تكونها ونشاتها وخواصها الفيزياوية والكيمياوية واماكن وجودها

. وطرق البحث عنها واستغاللها

نشأة المعادن

genesis

تتكون المعادن في الطبيعة باحدى الطرق التالية

تكوين المعادن

. من الصهارة

Crystallization from magma

تكوين المعادن من المحاليل

السطحية

Sedimentation from Surface Solution

تكوين المعادن من المواد الصلبة

metamorphism other minerals

وقد تمكن العلماء حتى اآلن من وصف أكثر من ألفين معدن مختلف إال أن جميع المعادن

الشائعة

.التي تدخل في تركيب الصخور وكذلك المعادن االقتصادية ال تتجاوز مئتي معدن فقط

إن نوع الذرات وترتيبها الداخلي في أي معدن ال يحددان شكله البلوري فقط ولكنهما يحددان

خواصه الطبيعية والكيميائية والضوئية. ويمكن التعرف على المعادن إلما بواسطة فحصهاًاضيأ

بالعين الم

ًجردة أو إختبارات طبيعية أو كيميائية أو ضوئية. وتعتبر الخواص الطبيعية مهمة جدا

للتعرف على المعادن

اشكال تواجد المعادن

ابرية

صفائحية

كروية

كلوية

بطروخية

شجيرية

شعاعية

الخ

الخواص الفيزيائية للمعادن

Physical properties of minerals

ويمكن تقسيمها إلى ال

تالي

الخواص

البصرية

properties

Optical

وهي مجموعة من الخواص التي تعتمد على الضوء مثل اللون والمخدش والشفافية والبريق

.)والتضوء (التفلور والتفسفر

ال

خواص

التماسكية

properties

Cohesive

وهي مجموعة من الخواص التي تتوقف على مقدار تماسك المعدن مثل الصالبة

واالنفصام

.واالنفصال والمكسر وكذلك قابلية المعدن للسحب والطرق والتشكيل

الوزن

النوعي

gravity

Specific

وتتوقف هذه الخاصية على كيفية رص وترابط جزيئات وذرات ا

.لمعدن

الخواص

الحسية

properties

Sense

وهي مجموعة من الخواص التي تعتمد على الح

واس مثل الطعم والم

.لمس والرائحة

الخواص

الحرارية

properties

Thermal

وهي الخواص التي تعتمد على الحر

ارة مثل قابلية المعدن لالنصهار

الخواص

المغناطيسية

والكه

ربائية

والنشاط

اإلشعاعي

.للمعدن

and

Electrical

properties

Magnetic

: وفيما يلي استعراض موجز ومبسط للخواص الطبيعية

ال

خواص

البصرية

properties

Optical

:وأهمها ما يلي

:اللون

Colour

وخاصة في المعادن الفلزيةًايجراخ نداعملا زييمتل ةمهملا ةيعيبطلا تافصلا نم نوللا دعي

ولكن اللون ال يعد صفة ثايتة للمعادن في أغلب األحيان ولذلك ال يمكن االعتماد على اللون

لمعرفة المعادن. ويمكن

:تقسيم المعادن من حيث اللون إلى قسمين

معادن ذات ألوان ثابتة مثل اللون األزرق لمعدن األزيورايت واللون األصفر للذهب والبيريت

.واللون األحمر للنحاس

معا

دن ذات ألوان غير ثابتة مثل معدن

ذا لون أخضر أو أصفرًابلاغ نوكي يذلا تيرولفلا

أو لون أبيض أو بني أو قرمز

ي أو عديم اللون نتيجة لوجود مواد ملونة على هيئة شوائب أو

. ويتوقف اللون على نوع الضوء الذي يمتصه أو يعكسه المعدن،ةليخد داوم

)

معادن

وذلك بسبب: ةريغتم ناولا تاذ

حدوث تغير

فى التركيب الكيميائى( دون تغير فى التركيب الذرى

)

وهذا يؤد: ندعملا ىف بئاوش دوجو

ى لحدوث تغير فى لون

المعدن مثل

الكوارتزالمعدن

النقى شفاف يسمى البلور الصخرى ولكنه يتغير الى



: وردى اوارجوانى

بسبب وجود شوائب من اكسيد

الحديد والمنجنيز



: ابيض

بسبب وجود فقاعات غازية



: اسود

بسبب تكسير بعض الروابط التساهمية

السفاليريت ( كبريتي

د الزنك

)

المعدن النقى اصفر شفاف ويتحول الون الىالبنى لوجود نسبة

قليلة من الحديد تحل محل

بعض ذرات الزنك

:المخدش

Streak

وهو لون مسحوق المعدن الناعم. ويمكن الحصول عليه بواسطة حك المعدن المراد فحصه على

السطح غير الالمع بقطعة من الخزف تعرف بلوح المخدش

streak plate

. وتعطي معادن

، لكل واحد منهمًازيمم ًاشدخم تيتانمللأاو تيتاميهلاو تيتانجاملا لثم نوللا ءادوسلا ديدحلا

فالهيماتيت مخدشه أحمر بينما الماجناتيت أسود بينما األلمناتيت مخدشه محمر. وقد يتشابه لون

المخدش مع لون المعدن كما هو الحال في كل من معدني الليمونا

يت والجرافايت ويالحظ أن

معظم المعادن ذات البريق الالفلزي لها مخدش ذو لون أبيض أو فاتح ولهذا فإن خاصية

المخدش ليست بالصفة التي يمكن االعتماد عليها عند الرغبة في التفريق بين المعادن ذات

.البريق الالفلزي

الشفافية

Transparency

تعتمد هذه الخاصية على قدرة الم

عدن على إنفاذ الضوء خالله وتنقسم المعادن من حيث الشفافية

:إلى ثالثة أنواع

: معادن الشفافية

Transparent

وهي المعادن التي تسمح بمرور معظم الضوء الساقط عليها ويمكن رؤية ألجسام من خاللها

.بسهولة مثل أنواع الكوارتز والكالسيت

:معادن نصف شفافية

translucent

هي معادن تنفذ الضوء بكمية أقل من المعادن الشفافة وال تسمح برؤية األجسام خاللها مثل

.معدن األوبال

:معادن معتمة

Opaque

وهي المعادن التي ال تسمح بمرور الضوء حتى من خالل شرائحها الرقيقة مثل معادن الماجنايت

والبايرايت و

.الجالينا

البريق

Luster

وهو مظهر سطح

المعدن عندما ينعكس عليه الضوء. ويمكن تقسيم الم

لهذه الخاصيةًاعبت نداع

:لقسمين

( أ ) معادن ذات بريق

فلزي

Metallic Luster

.مثل بريق الذهب والبارايت

والجالينا

.والفضة.واغلب المعادن ذات البريق الفلزي تكون قاتمة اللون ومعتمة وثقيلة الوزن

(ب) معادن ذات بريق الفلز

.ي

Non-metallic Luster

ويمكن تقسيم البريق ا

:لالفلزي إلى أنواع مختلفة أهمها

البريق ال

زجاجي

glassy or vitreous

. مثل بريق معدن الكوارتز:

البري

ق الؤلؤي

pearly

. مثل بريق معدن التلك:

البريق الح

ريري

Silky

. مثل بريق معدن األسبستوس:

البريق الصمغي

Resinous

مثل:

بريق

.معدن السفاليرات والكبريت

البريق

الماسي

Admantine

. مثل بريق معدن األلماس:

البريق الترابي

Earthy

. مثل بريق معدن البوكسايت:

ال

خواص

التماسكية

properties

Cohesive

وهي الخواص التي تعتمد على قوة ترابط جزيئات المعدن. وتشمل الصالبة والمكسر

واالنفصام

واالنفصال ةالت

.ماسكية

الصالبة

Hardness

وهي مقدار المقاومة التي يبديها المعدن للخدش وقد اتفق على عشر درجات ثابتة للصالبة تميز

ويشمل هذه الدرجات العشر مقياس عالمي يسمى مقياس قوة،ًانيعم ًاندعم اهنم ةجرد لك

.الصالبة

Moh’s Scale of hardness

ويمكن ترت

يب المعادن حيب صالبتها

:كالتالي

; التلك

األرثوكليز

& الجبس

الكوارنز

& الكالسيت

nbssp; 8

التوباز

& الفلورايت

nbbsp; 9

الكوراندم

& األباتايت

nbbsp; 10

األلماس

:االنفصام

Cleavage

وهو قابلية بعض المعادن لالنفصام أو التشقق عند مستويات معينة منتظمة ومتوازية

عند طرقها

ويطلق على هذه،ًابيرقت ةيوتسم ماصفنلاا اذه نع ةجتانلا حطسلأا نوكت ثيحب ًافيفخ ًاقرط

.األسطح مستويات االنفصام

Cleavage planes

وترتبط اتجاهات مستويات االنفصام

بالتركيب البلوري للمعدن فتكون هذه المستويات موازية لوجه بلوري معين أو عدةًاقيثو ًاطابترا

أوجه م

.ميزة في المعدن القابل لالنفصام

يوصف االنفصام تبعا لعدد مستوياته

انفصام في اتجاه واحد مثل معدن الميكا

انفصام في اتجاهين مثل معدن الفلورايت

انفصام مكعبي مثل معدن الكالينا

انفصام ثماني االوجه مثل معدن الفلورايت

ويوصف االنفصام تبعا لسهولة حدوثه او اكت

ماله بالصفات التالية

كامل

perfect

/واضح او جيد

Distinct

/ غير كامل

Imperfect

/ صعب او

ضعيف

Poor

:االنفصال

Parting

هي الخاصية التي ال ترتبط بالتركيب البلوري للمعدن عندما يتفتت أو يتكسر إلى أجزاء

صغيرة. ذلك ألن تفتت المعدن يكون بسبب مستويات الضعف في المع

دن وتنتج هذه

المستويات عن عوامل خارجية حدثت للمعدن

.بعد تبلوره مثل الضغظ والتكسير

المكسر

Fracture

في اتجاهات تختلفًايعانص هرسك دنع ندعملا حطس هيلع نوكي يذلا لكشلا نع ةرابع وهو

،عن االتجاهات التي ينفصم المعدن فيها

وهناك عدة أشكال لألسطح المعدنية التي تتعرض

مثلًايعانص رسكلل

المكسر

المحاري

Conchoidal

)(معدن الكوارتز

لمكسر الترابي

Earthy

.)( معدن الكاولين

والبوكسيت

المكسر المستوي

even

مثل معدن الشيرت

المكسرخشن

Uneven

مثل معدن البايرايت

المكسر المسنن

Hackly

التماسكية

او خاصية الطرق والسحب

Tenacity

وهي الصفة التي تعتمد على قوة الترابط بين ذرات المعدن وتعرف بأنها مقاومة المعدن لل

ثني أو

.السحب أو الكسر أو الطحن

وتوصف المعادن حسب المصطلحات اآلتية

قابلة للكسر

Brittle

/قابلة للطرق

Molleable

/قابلة للسحب

Ductile

/ق

ابلة للقطع

Sectile

الوزن

النوعي

gravity

Specific

وتعد هذه الصفة من أهم الصفات الطبيعية للمعدن. ويمثل الثقل النوعي النسبة بين كتلة المعدن

زكتلة حجم مساو له من الماء. ويمكن تحديد الثقل النوعي أل

:ي معدن بتطبيق المعادلة التالية

= الثقل النوعي للمعدن

حيث إن

= ه

وزن المعدن في الهواء

وزن المعدن في الما=

( خفيف مثل معدن الجرافيت: ىلإ يعونلا لقثلا ةيحان نم ةلداعملا ميست نكميو

2،2

). متوسط

( مثل معدن الكوارتز

3،6

( ). وثقيل مثل معدن البارايت

4،5

). وثقي

مثل معدن الجاليناًادج ل

(

7،6

االشعاع الذري

تمتاز

بعض المعادن بإطالق إشعاعات نتيجة للتحلل الذاتي لذراتها ويمكن الكشف عن هذا

االشعاع بواسطة أجهزة خاصة مثل عداد جايجر ومن أهم المعادن المشعة اليورانينايت وال

ثورايت

.والمونازايت والبتشلبلند

:المغناطيسية

وهي الخاصية التي تجعل بعض المعادن تتأثر بالمغناطيس مثل مع

دن الماجنتايت

مثلًاقلاطإ كلذب نداعملا ضعب رثأتت لا امنيب .تياتوهوريبلاو

.معدن الكوارتز وغيره من المعادن

:الخواص الكهربائية

تتميز بعض المعادن مثل التوباز والكبريت بأن لها قابلية ألخذ شحنات كهربائية عندما تتعرض

لالحتكاك أو دلكها بقطعة من الحرير حيث تلتقط قص

.اصات الورق أو قطع صغيرة من القش

ويتم فصل المعادن القابلة للتكهرب من المعادن العديمة القاب

.لية بطريقة الفصل الكهروستاتيكي

: االنصهارية

ويمكن أن تساعد هذه الخاصية في التعرف على المعادن حيث أن معظم المعادن لها درجات

انصهار ثابتة إذا كانت نقية فالذهب ينصهر عن

1662

م بينم

ا تنصهر الفضة عند

066

.. م

.إلخ

ال

:خواص الحسية

الرائحة

تتميز بعض المعادن برائحة خاصة عندما تتعرض لالحتكاك أ

:و التسخين أو التنفس عليها مثل

وهي الرائحة التي تنتج ع:ةينيط ةحئار

.ند وضع الماء على معدن الكاولين

عند تسخي:ةخنز ةحئار

ن بع

.ض عينات حجر الجير القطراني

وتصدر عن بعض المعادن الزرنيخية عند حكها أو: ةيموث ةحئار

تسخينها مثل معدن

.ارزنيوبايرايت

عندما ينطلق غاز كبريتيد ال: ةيتيربك ةحئار

.هيدروجين بتسخين معدن البايرايت

:الملمس

وهو التأثير الناتج عن لمس المعدن بال

ويوصف ال،دي

: معدن بأنه ذو ملمس

وهو مميز للمع: دراب

.ادن العنصرية مثل الذهب والنحاس

. وهو مميز لمعدن التلك: يمحش

. وهو مميز لمعدن األوبال: معان

الطعم

و،نيعم معطب نداعملا ضعب زيمتت

: قد أمكن معرفة األنواع اآلتية

.طعم قلوي

.طعم ملحي

.طعم مر

.عم رطب

. وهي صفة ال ينصح باالعتماد عليها،نيعم ندعم معط لك زيميو

:ويمكن تلخيص هذه الخواص بإيجاز في ما يلي

معامل االنكسار

فإن هذا الشعاع ينكسر عند،ام ندعم حطس ىلع يئوض عاعش طقس اذإ :

، وزاوية االنكسار هي ك، ق يه طوقسلا ةيواز تناك اذإف .ةنيعلا نم هذافن

فإن معامل

:االنكسار يمكن كتابته بالشكل التالي

جا ق= )م( راسكنلاا لماعم

جا ك

.وتسمى هذه المعادلة قانون سنل

ويختلف هذا المعامل،طوقسلا ةيواز تفلتخا امهم دحاولا ندعملل ًاتباث نوكي راسكنلاا لمعمو

فمعامل االنكسار لمعدن الزركون يساوي،نداعملا فلاتخاب

1،03

وتتر

اوح قيمة معامل االنكسار

لمعدن الكوارتز من

1،553

إلى

1،544

أما معامل االنكسار لمعدن الفلورايت فيساوي

1،43

:االنكسار المزدوج

وهو أن ينكسر الشعاع الساقط عند نفاذه من المعدن إلى شعاعين لكل منهما زاوية انكسار

والمعادن التي لها خاصية كسر ال،ىرخلأا نع فلتخت

شعاع الساقط إلى شعاعين منكسرين

معدن الكالسايت ومعامال،نداعملا هذه ةلثمأ نمو .جودزملا راسكنلاا تاذ نداعملا ىمست

االنكسار لهذا المعدن هما

1،651

1،416

بفارق قدره

6،172

تسمى هذه،ءوضلا طوقس هاجتا فلتخا امهم تباث راسكنا لماعم اهل نوكي يتلا نداعملا ىمستو

ال

، ال تفصل الشعاع الساقط إلى شعاعينًايئوض ةسناجتملا نداعملاو ،ًايئوض ةسناجتم نداعم

.وا نما ينكسر الشعاع الساقط إلى شعاع واحد فقط

:التصنيف الكيميائي للمعادن

يوجد المعدن على شكل مركب كيميائي يمكن بواسطة التحليل الكيميائي تحديد العناصر المكونة

معرفة مًاضيأو هل

بيد أن التصنيف الكيميائي،نداعملا ميسقتل قرط ةدع دجوتو ةيئايميكلا هتلداع

وهو التصنيف المتبع في معظم جامعات ومتاحف،نداعملا ميسقتل قرطلا لمشأو طسبأ نم دعي

الجيولوجيا في الوقت الحاضر. وتقسم المعادن من حيث تركيبها الكيميائي إلى عدة مجموعات

:كنا يلي

مجموعة

. مثل الذهب والماس والكبريت: ةيرصنعلا نداعملا

، وهي المعادن التي يتحد فيها الكبريت مع العناصر األخرى: تاديتيربكلا نداعم ةعومجم

.مثل الجالينا والبايرايت

، وهي المعادن الناتجة عن اتحاد الكسجين بالعناصر األخرى: ديساكلأا نداعم ةعومجم

مثل الكوارتز والهيما

.تايت والليمونايت

، كلور،رولف( نيجولاهلا رصانع عم اهرصانع دحتت يتلا نداعملا يهو : تاديلاهلا ةعومجم

. يود) مثل معدن الهااليت والفلورايت،مورب

مثل،تافسوفلا ةعومجم عم اهرصانع دحتت يتلا نداعملا يهو : تافسوفلا نداعم ةعومجم

.معدن األباتايت

مجموعة معادن

مثل،تانوبركلا ةعومجم عم اهرصانع دحتت يتلا نداعملا يهو : تانوبركلا

.الكالسايت والدولومايت

وهي المعادن التي تتحد عناصرها مع مجموعة الكبريتات مثل: تاتيربكل نداعم ةعومجم

.االنهيدرايت والجبس

وهي المعادن التي تتكون نتيجة اتحاد مج: تاكيليسلا نداعم ةعومجم

موعة السيليكا مع

وتنقسم بدورها إلى عدة،نداعملا تاعومجم ربكأ نم تاكيليسلا دعتو .رثكأ وأ رصنع

: أهمها ما يلي،ىرخأ تاعومجم

ومنها الفلسبارات البوتاسية مثل األرثوكليز ومنها الفلسبارات الصودية مثل: تارابسلفلا

األلبايت وكذلك الفلسبارات الكلسية مثل األنورثا

.يت

. مثل معدن األوليفين: تانيفيلولأا

. مثل األوجايت: تانيسكوريبلا

مثل الهورنبلند: تلاوبيفملأا

الماس

معدن عنصرى الفلزى يتركب من الكربون وبلوراتة من فصيلة

المكعب

يوجد الماس فى صخور فوق قاعدية

تبلورت فى باطن االرض تحت ضغط وحرارة شديدة

تنتج ا

فريقيا

من انتاج العالم من الماس ( جنوب افريقيا%

–

غانا

–

غينيا

)

الخواص

الفيزيائية لمعدن الماس

( صالدتة مرتفعة

) وبريقة الماسى بسبب

بساطة تركيبة الداخلى حيث ترتبط ذرات

الكربون مع بعضها بروابط تساهمية

بلورات الماس بريقها مطفى ويكتسب الم

اس

بريقة الساطع بعد عملية صقلة ( لزيادة عدد

االوجة

)

اما: ةنيزلل ةميرك راجحاك فافشلا ىقنلا ساملا مدختسيو

االلوان االقل شفافية فتستخدم فى

قطع المعادن

الجالينا

الخام االساسى للرصاص وبلوراتة من فصيلة المكعب

والجالينا تتواجد عادة مصاحبة لمعدن

السفالي

ريت

( Z n s )

لتشابة ظروف تكوينها

ويتواجد المعدنان فى مصر فى ام غيج جنوب القصير على ساحل

البحر االحمر

وتستخدم الجالينا فى استخراج

فلز الرصاص

–

كحل للعين بعد طحنة

الكالسيت

CaCo3

اكثر المعادن شيوعا فى

الصخور الرسوبية ( صخور الحجر الجيرى

)

بلورات

المعدن من فصيلة الثالثى وتكون على هيئة معينى

االوجة

–

صالدتة

واالنفصام

كامل معينى االوجة



الكالسيت هو المكون االساسى لصخور الرخام

المتحولة عن الحجر الجيرى بالحرارة و

الضغط

الحيوانات البحرية وبعض الطحالب تستخدم الكالسيت

فى بناء هياكلها الجيرية وترسبة ب

عد

موتها فى قاع البحر ليكون صخر جيرى بة بقايا

حفريات

الذهب

معدن عنصرى فلزى و يوجد الذهب فى عروق المرو ( الكوارتز

)

على شكل قشور ال ترى

بالعين ( او كتل كبيرة نادرا) ويعتبر الخام اقتصاديا اذا احتوى

الطن من المرو على اكثر من

جرام من الذهب



وتنتج افريقيا

من انتاج العالم من الذهب%

واغلبة فى جنوب افريقيا وغانا



يوجد الذهب فى مصر فى عروق المرو فى الصحراء

الشرقية

الخواص الفزيائية لمعدن

الذهب



صالدتة منخفضة

–

قابل للطرق والسحب

بلوراتة نادرة وهى تنتمى لفصيلة المكعب ( ثمانى

االوجة

)

الوزن النوعى ل

لذهب النقى

موصل جيد للحرارة و الكهرباء