礦物的物理性質(zhì)

1、第四章 礦物的物理性質(zhì)光學性質(zhì)、力學性質(zhì)、密度、電學性質(zhì)、磁學性質(zhì)孔雀石藍銅礦綠柱石尖晶石（一）顏色定義：礦物對入射的白色可見光中不同波長的光波吸收后，透射和反射的各種波長可見光的混合色。 礦物呈色的根本原因：礦物呈色主要由于其組成中的原子或離子之外層電子發(fā)生躍遷，選擇性吸收可見光中一定波長的光波所致；也可以是因為光的反射、干涉、衍射、散射等物理光學效應而引起礦物呈色。1、自色根據(jù)呈色機理，主要有以下四種：1）離子內(nèi)部電子躍遷（過渡型離子礦物）2）離子間電荷轉(zhuǎn)移（變價元素的相鄰離子間）3）能帶間電子躍遷（能帶模型）4）色心（晶格缺陷，常見F心和V心）能帶模型F心 2、他色：指礦物因含外來帶色的

2、雜質(zhì)，氣液包裹體等所引起的顏色。 如純凈水晶（SiO2）是無色透明的，若其中混入微量不同的雜質(zhì)，即可具有紫色、粉紅色、褐色、黑色等。 3、假色：光的反射、干涉等物理因素所引起的礦物呈色。礦物中常見的假色有：1）錆色：不透明礦物表面氧化薄膜引起反射光的干涉作用，使礦物呈現(xiàn)各種顏色。2）暈色：不透明礦物表面呈現(xiàn)彩虹般色帶，由礦物內(nèi)部解理面或裂縫對光連續(xù)反射，引起光的干涉而產(chǎn)生。3）變彩：透明礦物在轉(zhuǎn)動或沿不同角度觀察，可呈現(xiàn)不同顏色，由礦物內(nèi)部有微細的葉片狀包裹體，對光發(fā)生干涉、反射結(jié)果。4）乳光：礦物中見到的類似于蛋清般的乳白色浮光。礦物中其它比可見光波長為小的其他礦物或膠體微?？桑谷肷涔獍l(fā)生

3、漫反射引起。（二）礦物的條痕v礦物的條痕是礦物粉末的顏色。一般是指礦物在白色無釉瓷板上劃擦時留下的粉末的顏色。 紅棕色 赤鐵礦 黃色鉻鉛礦黑色 黃銅礦（三）礦物的透明度 透明-方解石 半透明-藍寶石不透明-黃金思考：不透明礦物鉻鐵礦（N=2.11，R=12.5）半金屬光澤；透明礦物白鉛礦（N=2.074，R=11.5-8.5）金剛光澤。為什么兩者折射率相近，光澤卻不一樣呢？（四）礦物的光澤方鉛礦金屬光澤閃鋅礦半金屬光澤金剛石金剛光澤水晶玻璃光澤油脂光澤 透明礦物，解理不發(fā)育，在不平坦的斷口上具油脂狀光亮。如石英、石榴子石等瀝青光澤 半透明或不透明的黑色礦物，解理不發(fā)育，在不平坦的斷口上具瀝青狀

4、光亮。例如錫石、磁鐵礦、瀝青鈾礦等。土狀光澤 粉末狀和土狀集合體的礦物，表面暗淡無光。如高嶺石、褐鐵礦等。 絲絹光澤 透明礦物，呈纖維狀集合體時，表面具絲絹光亮。如纖維狀石膏、石棉等。珍珠光澤 透明礦物，在極完全的解理面上具珍珠狀光亮。如云母、石膏等?！袄w維石膏”表面的絲絹光澤石鹽表面的油脂光澤實質(zhì)是礦物晶格中的原子或離子的最外層吸收了較高的外加能量，然后以較低能量（可見光）再發(fā)射出來造成的。（五）礦物的發(fā)光性金剛石111石墨影響因素：1）解理面一般平行于面網(wǎng)密度最大的面網(wǎng)。一般在原子晶格的礦物中產(chǎn)生。如金剛石的解理平行111。2）平行于由異號離子組成的電性中和的面網(wǎng)。主要在具有離子晶格的礦物

5、中。如石鹽沿100產(chǎn)生解理。3）兩層同號離子相鄰的面網(wǎng)時，其間易產(chǎn)生解理。如螢石解理平行111面4）平行于化學鍵力最強的方向。對于具有分子晶格的礦物。如石墨具層狀結(jié)構(gòu)，其解理平行0001。5）具金屬晶格礦物，在外力作用下發(fā)生晶格滑移而不引起鍵的斷裂，故只有延展性而無解理發(fā)生。石鹽螢石閃鋅礦方解石石墨完全解理極完全解理中等解理不完全解理極不完全解理3.斷口如果礦物受外力作用，在任意方向破裂并呈各種凹凸不平的斷面（如貝殼狀、鋸齒狀）則這樣的斷面稱為斷口。1）貝殼狀 斷口呈圓形或橢圓形的光滑曲面，面上常出現(xiàn)不規(guī)則的同心條紋。如石英和玻璃質(zhì)體。2）鋸齒狀 斷口呈尖銳的鋸齒狀。延展性很強自然金屬元素礦物

6、具有此種斷口。如自然銅。3）參差狀 斷口面參差不齊，粗糙不平，大多數(shù)脆性礦物以及呈塊狀或粒狀的集合體具有此種斷口。如磷灰石。4）土狀 港口面呈細粉狀，斷口粗糙，為土狀礦物特有。如高齡石。5）纖維狀 斷面呈纖維狀，見于纖維狀礦物集合體。如石棉。6）平坦狀 斷面較平坦，見于塊狀礦物，如土狀高嶺石。硬幣3.5刀刃5.5玻璃6.0石英7.0對不透明礦物，常采用顯微硬度儀測定維氏硬度。維氏法壓頭用金剛石正方形錐體，錐體二對角面的交角為136，壓痕為正方形錐形。維氏硬度 礦物 化學式 陽離子半徑nm 摩斯硬度方解石 CaCO3 0.108 3菱鎂礦 MgCO3 0.080 4.5礦物硬度與離子半徑的關(guān)系礦

7、物硬度與離子半徑的關(guān)系礦物硬度與離子電價的關(guān)系礦物硬度與離子電價的關(guān)系礦物 化學式 陰陽離子 離子電價 摩斯硬度 間距 nm 陽離子 陰離子 螢石 CaF2 0.237 2 1 4方釷石 ThO2 0.231 4 2 6.5 同質(zhì)多象變體的硬度隨陽離子的配位數(shù)而異同質(zhì)多象變體的硬度隨陽離子的配位數(shù)而異礦物 化學式 陽離子 密度 摩斯硬度 配位數(shù) g/cm3方解石 CaCO3 6 0.272 3文石 CaCO3 9 0.294 4金剛石刀具金剛石鋸片金剛石磨切片彈性的實質(zhì)：層間或鏈間以離子鍵聯(lián)結(jié)，受力時發(fā)生晶格位移，并產(chǎn)生內(nèi)應力，外力撤除后，字內(nèi)應力作用下形變恢復，即表現(xiàn)為彈性。撓性的實質(zhì)：層間

8、或鏈間結(jié)合力較弱，受力時，層間或鏈間發(fā)生相對移動，由于基本上不產(chǎn)生內(nèi)應力，故外力撤除后，形變無法恢復，即表現(xiàn)為撓性。舉例：舉例：體心立方體，體心立方體，a=2.86 10-8cm思考：思考：CsCl的密度？的密度？各晶系晶體的晶胞體積計算公式：等軸晶系 四方晶系 六方晶系 三方晶系 斜方晶系 單斜晶系 三斜晶系 3aV caV260sin2caV 323cos2cos31 aVabcV coscoscos2coscoscos1222 abcVsinabcV 等型結(jié)構(gòu)礦物的相對密度與相對原子量、半徑間的關(guān)系等型結(jié)構(gòu)礦物的相對密度與相對原子量、半徑間的關(guān)系礦物 化學式 金屬元素的相相對分子 陽離子 相對分子質(zhì) 半徑 相對 對原子質(zhì)量 質(zhì)量 半徑nm 量增長率% 增長率 密度菱鎂礦MgCO3 24.31 84.32 0.072 3.00方解石CaCO3 40.08 100.09 0.100 18.70 38.89 2.71菱鐵礦FeCO3 55.85 115.86 0.078 37.41 8.33 3.96菱鋅礦ZnCO3 65.38 125.39 0.074 4