ما هي المعادن؟
في مجال الجيولوجيا، غالبًا ما تسمع مجموعة متنوعة من المصطلحات بما في ذلك كلمة “المعادن”. فما هي بالضبط؟ هي أي مادة تلبي هذه الصفات المحددة الأربع:
- المعادن طبيعية: وهي مواد تتشكل دون أي مساعدة بشرية.
- المعادن صلبة: فهي لا تتدلى أو تذوب أو تتبخر.
- غير العضوية: فهي ليست مركبات كربونية مثل تلك الموجودة في الكائنات الحية.
- البلورية: لها وصفة مميزة وترتيب الذرات.
على الرغم من ذلك، لا تزال هناك بعض الاستثناءات لهذه المعايير.
معادن غير طبيعية.
حتى التسعينيات، كان بإمكان علماء المعادن اقتراح أسماء للمركبات الكيميائية التي تشكلت أثناء تحلل المواد الاصطناعية. أشياء توجد في أماكن مثل حفر الحمأة الصناعية والسيارات الصدئة. تم إغلاق هذه الثغرة الآن، ولكن هناك معادن في الكتب ليست طبيعية حقًا.
معادن ناعمة.
يعتبر الزئبق الأصلي معدنًا، على الرغم من أن المعدن سائل في درجة حرارة الغرفة. عند حوالي -40 درجة مئوية، فإنه يتصلب ويشكل بلورات مثل المعادن الأخرى. لذلك هناك أجزاء من أنتاركتيكا حيث الزئبق معدن لا يرقى إليه الشك.
على سبيل المثال الأقل تطرفًا، ضع في اعتبارك معدن الإيكايت، وهو كربونات الكالسيوم المائي التي تتشكل فقط في الماء البارد. يتحلل إلى الكالسيت والماء فوق 8 درجة مئوية وهو مهم في المناطق القطبية وقاع المحيط والأماكن الباردة الأخرى، لكن لا يمكنك إحضاره إلى المختبر إلا في المجمد.
الثلج معدن، بالرغم من أنه غير مدرج في دليل الحقول المعدنية. عندما يتجمع الجليد في أجسام كبيرة بما يكفي، فإنه يتدفق في حالته الصلبة، هذا ما تكون عليه الأنهار الجليدية.
يتصرف الملح (الهاليت) بالمثل، حيث يرتفع تحت الأرض في قباب عريضة وأحيانًا ينسكب في الأنهار الجليدية الملحية. في الواقع، كل المعادن والصخور التي هي جزء منها تتشوه ببطء إذا أعطيت حرارة وضغط كافيين. هذا ما يجعل الصفائح التكتونية ممكنة.
لذلك، بمعنى ما، لا توجد معادن صلبة حقًا باستثناء الماس. بالنسبة للأخرى التي ليست صلبة تمامًا تكون مرنة بدلاً من ذلك. وأشهر مثال على ذلك هو معادن الميكا، لكن الموليبدينيت هو مثال آخر. يمكن تكوم رقائقها المعدنية مثل رقائق الألومنيوم. الكريسوتيل المعدني الأسبستي خيطي بدرجة كافية لنسجه في القماش.
إقرأ أيضاً… ما هي الجاذبية الأرضية؟ وكيف تعمل؟
المعادن العضوية.
قد تكون القاعدة القائلة بأن المعادن يجب أن تكون غير عضوية هي الأكثر صرامة. المواد التي يتكون منها الفحم، على سبيل المثال، هي أنواع مختلفة من المركبات الهيدروكربونية المشتقة من جدران الخلايا والخشب وحبوب اللقاح وما إلى ذلك.
هذه تسمى macerals بدلا من المعادن. إذا تم ضغط الفحم بقوة كافية لفترة كافية، فإن الكربون يتخلص من جميع عناصره الأخرى ويصبح جرافيت. على الرغم من أنه من أصل عضوي، فإن الجرافيت معدن حقيقي مع ذرات كربون مرتبة في صفائح.
الماس، بالمثل، عبارة عن ذرات كربون مرتبة في إطار جامد. بعد حوالي أربعة مليارات سنة من الحياة على الأرض، من الآمن أن نقول إن كل ماسات وجرافيت العالم هي من أصل عضوي حتى لو لم تكن عضوية بالمعنى الدقيق للكلمة.
معادن غير متبلورة.
هناك القليل من الأشياء التي تقصر في التبلور، بصعوبة كما نحاول. تشكل العديد من المعادن بلورات صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها تحت المجهر.
ولكن حتى هذه يمكن أن تظهر على أنها بلورية على المقياس النانوي باستخدام تقنية حيود مسحوق الأشعة السينية، لأن الأشعة السينية هي نوع من الضوء ذي الموجات القصيرة الفائقة الذي يمكنه تصوير أشياء صغيرة للغاية.
وجود شكل بلوري يعني أن المادة لها صيغة كيميائية. قد يكون الأمر بسيطًا مثل مادة الهاليت (كلوريد الصوديوم) أو معقدًا مثل البيدوت (Ca2Al2 (Fe3 + ، Al) (SiO4) (Si2O7) O (OH))، ولكن إذا كنت منكمشًا إلى حجم الذرة، فيمكنك معرفة المعدن الذي كنت عليه رؤية من خلال تركيبها الجزيئي وترتيبها.
بعض المواد تفشل في اختبار الأشعة السينية. إنها حقًا زجاج أو غرويات، مع بنية عشوائية بالكامل على المستوى الذري. Mineraloids عبارة عن نادٍ صغير يتكون من حوالي ثمانية أعضاء، وهذا يمد الأشياء من خلال تضمين بعض المواد العضوية.
