수업 목표

• 모든 미네랄이 공유하는 특성을 설명합니다.
• 광물이 분류되고 분류되는 그룹을 식별합니다.

어휘

• 화합물
• 결정
• 무기
• 미네랄
• 실리케이트

소개

미네랄은 화학 성분에 따라 분류됩니다. 구성의 유사성으로 인해 동일한 그룹 내의 미네랄은 유사한 특성을 가질 수 있습니다.

미네랄이란 무엇입니까?

미네랄은 어디에나 있습니다! 아래의 그림 2.1은 일반적인 가정 용품과이를 만드는 데 사용되는 미네랄을 보여줍니다. 음식에 뿌린 소금은 미네랄 암염입니다. 보석의 은은 또한 광물입니다. 야구 방망이와 자전거 프레임에는 모두 미네랄이 포함되어 있습니다. 유리는 광물이 아니지만 광물 석영에서 생산됩니다. 과학자들은 지각에서 4,000 개 이상의 미네랄을 확인했습니다. 일부는 일반적이지만 많은 경우는 드뭅니다.

지질 학자들은 미네랄에 대해 매우 구체적인 정의를 가지고 있습니다. 다음 특성을 모두 충족하는 재료는 광물로 특성화됩니다. 미네랄은 무기질의 결정질 고체입니다. 미네랄은 자연적인 과정을 통해 형성되며 명확한 화학적 구성을 가지고 있습니다. 광물은 결정질 구조, 경도, 줄무늬 및 분열과 같은 특징적인 물리적 특성으로 식별 할 수 있습니다.

결정 성 고체

광물은 결정질 고체입니다. 결정은 원자가 규칙적이고 반복적 인 패턴으로 배열 된 고체입니다 (아래 그림 2.2). 동일한 광물의 다른 샘플에서 원자 패턴은 동일합니다. 유리는 미네랄입니까? 결정 구조가 없으면 천연 유리도 광물이 아닙니다.

무기 물질

유기 물질은 생명체가 만들어내는 탄소 기반 화합물입니다. 단백질, 탄수화물 및 오일을 포함합니다. 무기 물질은 생체의 특징이 아닌 구조를 가지고 있습니다. 석탄은 식물과 동물의 유해로 만들어집니다. 광물인가요? 석탄은 퇴적암으로 분류되지만 광물은 아닙니다.

자연적 과정

광물은 지구에서 또는 지구에서 발생하는 자연적 과정에 의해 만들어집니다. 지각 깊은 곳에 생성 된 다이아몬드는 광물입니다. 탄소를 고압에 두어 실험실에서 생성 된 다이아몬드는 광물입니까? 아니요. 기술적으로 광물이 아니라는 사실을 깨닫지 않고 보석 용으로 실험실에서 만든 “다이아몬드”를 사지 마십시오.

화학 성분

지각의 거의 모든 (98.5 %)이 만들어집니다. 산소, 실리콘, 알루미늄, 철, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 마그네슘 등 8 개 원소로 구성되어 있으며 대부분의 미네랄을 구성하는 원소입니다.

모든 미네랄은 특정 화학 성분을 가지고 있습니다. 광물은은은 원자로 만 구성되어 있고 다이아몬드는 탄소 원자로 만 구성되어 있지만 대부분의 광물은 화학 화합물로 구성되어 있습니다. 각 광물은 고유 한 화학식을 가지고 있습니다. 위의 그림 2.2에 표시된 암염은 NaCl (염화나트륨)입니다. ). 석영은 항상 실리콘 원자 SiO2에 결합 된 두 개의 산소 원자로 구성됩니다. 광물이 결정 구조에 다른 원소를 포함하는 경우 석영이 아닙니다.

공유 결합 탄소를 포함하는 경질 광물은 다이아몬드입니다. , 그러나 탄소와 함께 칼슘과 산소를 포함하는 부드러운 미네랄은 방해석입니다 (아래 그림).

일부 미네랄은 다양한 화학 성분을 가지고 있습니다. Olivine은 항상 실리콘과 산소, 철 또는 마그네슘 또는 둘 다 (Mg, Fe) 2SiO4를 포함합니다.

물리적 특성

미네랄의 물리적 특성은 다음과 같습니다.

• 색상 : 광물의 색
• 줄무늬 : 광물의 분말 색
• 광택 : 광물 표면에서 빛이 반사되는 방식
• 비중 : 동일한 양의 물에 비해 미네랄이 얼마나 무거운 지
• 절단 : 평평한 표면을 따라 부서지는 미네랄의 경향
• 파단 : 패턴 어떤 미네랄이 깨지는 지.
• 경도 : 긁을 수있는 미네랄과 긁을 수있는 미네랄.

물리적 특성을 사용하여 미네랄을 식별하는 방법이 강의에 설명되어 있습니다. 광물 형성에.

미네랄 그룹

미네랄은 화학 성분에 따라 그룹으로 나뉩니다. 대부분의 미네랄은 8 가지 미네랄 그룹 중 하나에 속합니다.

규산염 광물

약 1,000 개의 규산염 광물은 지각의 90 % 이상을 구성합니다. 규산염은 가장 큰 광물 그룹입니다. 장석과 석영은 가장 일반적인 두 가지 규산염 광물입니다. 둘 다 매우 일반적인 암석 형성 광물입니다.

모든 규산염 광물의 기본 구성 요소는 실리카 사면체이며 아래 그림에 설명되어 있습니다. 다양한 규산염 광물을 만들기 위해이 피라미드 모양의 구조는 종종 칼슘, 철, 마그네슘과 같은 다른 원소와 결합되어 있습니다.

실리카 4 면체는 6 가지 다른 방식으로 결합하여 다양한 유형의 규산염을 만듭니다 (그림 이하). 사면체는 단독으로 서 있거나, 고리라고 불리는 연결된 원을 형성하거나, 단일 및 이중 사슬로 연결하거나, 큰 평면 피라미드 시트를 형성하거나, 3 차원으로 결합 할 수 있습니다.

기본 요소

기본 요소 한 가지 유형의 요소 만 포함합니다. 이 범주에는 소수의 미네랄 만 발견됩니다. 이 그룹의 일부 미네랄은 희귀하고 가치가 있습니다. 금,은, 황 및 다이아몬드는 천연 원소의 예입니다.

탄산염

기본 탄산염 구조는 3 개의 산소 원자에 결합 된 하나의 탄소 원자입니다. 탄산염에는 칼슘, 철 및 구리와 같은 다른 원소가 포함됩니다. 방해석 (CaCO3)은 가장 일반적인 탄산염입니다 (아래 그림).

아래 그림에 표시된 남동석과 공작석은 칼슘 대신 구리를 포함하는 탄산염입니다.

할라이드

할라이드 광물 소금물이 증발 할 때 형성되는 소금입니다. 암염은 할로겐화물 광물이지만 식염 만이 할로겐화물이 아닙니다. 할로겐 (불소, 염소, 브롬 또는 요오드)으로 알려진 화학 원소는 다양한 금속 원자와 결합하여 할로겐화물 광물을 만듭니다 (아래 그림 참조).

산화물

산화물은 산소와 결합 된 하나 또는 두 개의 금속 원소를 포함합니다. 많은 중요한 금속이 산화물로 발견됩니다. 철 원자가 2 개에서 산소 원자가 3 개인 적철광 (Fe2O3)과 철 원자가 3 개에서 산소 원자가 4 개인 자철광 (Fe3O4) (아래 그림)은 모두 산화철입니다.

인산염

인산염 광물은 원자 구조가 규산염 광물과 유사합니다. 인산염에서 인, 비소 또는 바나듐은 산소와 결합하여 사면체를 형성합니다. 인산염 그룹에는 다양한 미네랄이 있지만 대부분은 드뭅니다 (아래 그림).

황산염

황산염 광물은 산소 원자에 결합 된 황 원자를 포함합니다. 할로겐화물과 마찬가지로 소금물이 증발하는 곳에서 형성됩니다. 황산염 그룹에는 다양한 미네랄이 포함되어 있지만 소수만이 일반적입니다.

석고는 다양한 모양을 가진 일반적인 황산염입니다 (아래 그림). 11 미터 크기의 거대한 석고 결정이 발견되었습니다. 그것은 스쿨 버스만큼 긴 것입니다!

황화물

황화물은 금속 원소가 황과 결합 할 때 형성됩니다. 황화물과 달리 황화물은 산소를 포함하지 않습니다. 황철광 또는 황화철은 바보의 금으로 알려진 일반적인 황화물 광물입니다. 사람들은 황철석을 금으로 착각 할 수 있습니다. 두 광물은 광택이 있고 금속성이며 색상이 노란색이기 때문입니다.

강의 요약

• 물질이 광물이 되려면 반드시 특징적인 화학적 조성과 결정 구조를 가진 자연 발생 무기 결정 고체입니다.
• 광물의 원자는 해당 광물을 식별하는 데 사용할 수있는 규칙적이고 반복적 인 패턴으로 배열됩니다.
• 광물은 화학적 조성에 따라 그룹으로 나뉩니다.
• 각 그룹의 화학적 특징은 다음과 같습니다. 고유 원소 – 단 하나의 원소; 규산염 – 실리카 사면체; 인산염 – 인산염 사면체; 탄산염 – 3 개의 산소 원자를 가진 하나의 탄소 원자; 할로겐화물 – 금속 원자와 결합 된 할로겐; 산화물 – 산소와 결합 된 금속; 황산염 – 황과 산소; 황화물 – 황을 함유 한 금속, 산소 없음.

질문 검토

1. 결정이란 무엇입니까?
2. 모든 규산염 광물에는 어떤 원소가 포함되어 있습니까?
3. Obsidian은 용암이 너무 빨리 식 어서 원자가 결정으로 배열 할 기회가 없을 때 형성되는 유리입니다. 흑요석은 수정인가요? 이유를 설명하십시오.
4. 8 개의 주요 광물 그룹은 무엇입니까?
5. 규산염 그룹의 모든 광물에 대해 동일한 점은 무엇입니까? 그것들의 차이점은 무엇입니까?
6. 하나의 샘플은 2 개의 철 원자와 3 개의 산소 원자의 비율을 가진 화학적 조성을 가지고 있습니다. 또 다른 샘플은 3 개의 철 원자와 4 개의 산소 원자의 비율을 가진 화학적 조성을 가지고 있습니다. 동일한 원소를 포함하고 있습니다. 동일한 광물인가요?
7. 고유 원소 광물 그룹은 다른 모든 광물 그룹과 어떻게 다른가요?
8. 자연사 박물관 여행 중 색이 비슷한 두 가지 미네랄이 있습니다. 화학 공식을 통해 하나의 미네랄에 아연, 탄소 및 산소 원소가 포함되어 있음을 알 수 있습니다. 다른 미네랄에는 아연, 실리콘, 산소 및 수소 원소가 포함되어 있습니다. 친구가 미네랄이 동일한 미네랄 그룹에 있다고 말합니다. 동의하십니까? 추론을 설명하세요.

추가 자료 / 보충 링크

고려 사항

• 흑요석은 왜 천연 유리로 광물이 아닌 냉각 용 용암?
• 왜 실험실에서 만들어지는 다이아몬드는 광물이 아닌가?
• 대부분 부패한 식물로 만들어진 석탄은 광물인가? 암석인가요?
• 예술가들은 광물 남동석을 갈아서 페인트 용 다채로운 안료를 만들곤했습니다. 가루로 된 남동석은 여전히 결정체입니까?