Ashraf Atya تعليم وثقافة

 

المعادن :

 هي مادة صلبة، متجانسة، تتكون طبيعياً؛ ويكون لها تركيبة كيماوية محددة، وترتيب عالٍ للذرات المكونة لها. ويكون، عادة، مكوَّناً من مواد غير عضوية. المعدن، إذاً، لا بدّ أن يكون متجانساً، أي مكوَّناً من مادة واحدة صلبة، لا يمكن تجزئتها فيزيائياً إلى مركبات كيماوية أبسط. ولذا، لا تُعَد السوائل والغازات معادن، أي أن الماء الجامد، يطلق عليه معدن؛ ولكن السائل منه، لا يكون معدناً.

والمعدن يجب أن يكون طبيعياً، أي أن المركبات المماثلة للمعادن، والمصنَّعة في المعامل، لا يطلق عليها اسم معدن؛ وإنْ كانت تماثلها في التركيب والخصائص، كما هي العادة في الأحجار الكريمة المصنعة، مثل الإيمرالد والروبي والألماس الصناعي.

أما شرط أن يكون للمادة تركيبة كيماوية محددة، لكي يطلق عليها معدن، فيعني أن تلك التركيبة يمكن أن تكتب على شكل صيغة كيماوية محددة. وهذا الشرط، لا يعني أن يكون عدد ذرات العنصر الواحد ثابتاً تماماً؛ وإنما يكفي أنه يمكن أن يكتب بصيغة محددة، فمعدن الدولومايت CaMg(CO3)2، مثلاً، ليس دائماً كربونات الكالسيوم والماغنسيوم؛ بل قد يحتوي على بعض الحديد Fe والمنجنيز Mn، عوضاً من الماغنسيوم Mg. لذا، تكتب صيغته العامة، كالآتي: Ca (Mg, Fe, Mn) (CO3)2

وأخيراً، الترتيب العالي للذرات المكونة للمعدن، يعني أن هناك بناء داخلياً، في إطار معين لأيونات، مصفوفة في نسق هندسي منتظم. أي بمعنى آخر، أن يكون على شكل بلورة Crystal، وليس أمورفس Amorphous؛ كما هو الحال في الزجاج، الذي يماثل معدن المرو Quartz، في تركيبته الكيماوية SiO2؛ ولكنه لا يعَد معدناً، بسبب عدم ترتيب أيوناته.

كيف تتكوّن المعادن النشاط الناري:

 تتمّ عملية التبلور فيه من خلال السائل الانصهاري، حيثُ تبدأ المعادن بالتشكل بعد تبريد هذا السائل، أو من خلال التبلور من المحاليل الحارّة. عمليات الترسيب: يتمّ التبلور فيها من خلال ترسيب المركبات الملحية لمياه البحار والمحيطات، ويتمّ هذا الترسيب نتيجة تبخرِ الماء، وقد تكون على شكل خامات معدنية رسوبية. عمليات التحوّل: قد تتكون المعادن نتيجة تعرضها لتأثير عوامل مختلفة وهي الحرارة والضغط وبخار الماء والتفاعلات الكيماوية للمحاليل، ومن الأمثلة على المعادن التي تتكوّن نتيجة عوامل التحويل الجرافيت الذي يتكوّن من الفحم.

الخصائص الفيزيائية للمعادن

مظهر البلورة:
هو شكل البلورة الخارجي والذي بدورهِ يقوم بعكسِ الترتيب الداخلي للذرات المكوّنة لها. اللون: يمكن تمييز عدد محدّد من المعادن التي تمتلك ألوان مميزة مثل الأخضر أو الأصفر، ونراه بالعين المجردة على السطح الخارجي للمعدن. الحكاكة: بعد القيام بحكّ المعدن بواسطة لوح الحكاكة ينتج مسحوق معين بلون معين، وتُعبر الحكاكة عن لون مسحوق المعدن بعد عملية الحك، ويستخدم لتمييز المعادن المتشابهة في اللون
القساوة :
 وهي خاصيّة تُعبر عن مقاومة المعدن للخدش ويمكن تحديدها من خلال استخدام معدن معلوم القساوة وخدشه به. اللمعان: ويعبر عن مدى لمعان سطح المعدن من خلال شدة الضوء المنعكس من سطحه، ويكون إمّا لمعان فلزي، أو لمعان شبه فلزي، أو لمعان لا فلزي.

 الشفافية:
وتعبر عن قدرة المعدن على تمرير الضوء من خلاله، وتقسم المعادن بناءً على ذلك إلى معدن مُعتم ومعدن شبه شفاف ومعدن شفاف. الوزن النوعي:
ويعبر هذا المصلح عن كثافة المعدن بالنسبة لكثافة الماء. الانفصام: هو قابلية المعدن للتشقق، ويحدث هذا التشقق على الأسطح ذات الروابط الكيميائية الضعيفة، وغالباً ما تتم عملية الانفصام للمعادن في عدد من مستويات الانفصام.

أنواع المعادن

يمكن تقسيم المعادن إلى مجموعتين رئيسيتين هما:

المعادن الفلزية: وتضم الحديد، النحاس، الألومنيوم، الرصاص، القصدير، الزنك، الزئبق، الذهب، الفضة، البلاتين، المنجنيز، الكروم، النيكل، الموليبدنيوم، التنجستن، الفاناديوم، الكوبالت، اليورانيوم، الراديوم ، وغيرها.

المعادن اللافلزية: وتشمل الفوسفات، البوتاس، الكبريت، الملح، البوكسايت، المغنيزايت، الدياتوميت، البرليت، الدولوميت، الولاستونيت، التالك، الرمال، الحصى، الطين، الجبس، الجرانيت، البارايت، الحجر الجيري، الحجر الرملي، الرخام، المايكا، البازلت، الفلورايت، الإسبستوس، الجرافيت، الرمل الزجاجي، الأوليفين، الكيانيت، البنتونيت، الإلمنيت، الزركون، الزيوليت، الكروميت، الجارنت، الكاولين، البوزولان، رماد الصودا وغيرها الكثير والأحجار الكريمة ومنها الألماس والياقوت والزمرد وهناك أحجار نصف كريمة مثل الزبرجد والعقيق والفيروز والأوبال وغيرها.