Що таке кварц властивості мінералу, хімічні характеристики, різновиди та його застосування, твій

Мінерал кварц є одним з найбільш поширених в надрах Земної кори. Його хімічна формула виглядає таким чином SiO2, діоксид кремнію. Назва даного мінералу походить від німецького слова «Querklufter», що означає руда січних жив.

Хімічна характеристика кристалів кварцу

Кремнезем є найбільш поширеною формою кварцу і має властивість розвиненого поліморфізму. Існує дві основні кристалічні поліморфні модифікації кремінної двоокису: 1) α-кварц гексагональний, добре стійкий при тиску в 1 атмосферу в діапазоні температур от573 до 870 ° С; 2) β-кварц трігональную, стійкий при більш низьких температурах, значення яких нижче 573 ° С.

На фото кристали кварцу

У природі β-кварц більш поширений, ніж α-кварц. Відсутність центру симетрії і площин у кристалів β-кварцу свідчить про наявність у нього піроелектричних і п'єзоелектричних властивостей.

Існують інші модифікації поліморфного кремнезему:

Стішовіт (утворюється при наявності дуже високого тиску, а також помірній температурі, вперше був знайдений на місці ядерного вибуху, в його епіцентрі)

На фото зелений кварц

Кристали кварцу. за своєю структурою дуже схожі з кристалами берлініта. Зазвичай вони утворюються у вигляді шестигранної призми. З одного краю, іноді з обох, увінчаною тригранної або шестигранною головкою, за формою нагадує піраміду.

Дуже часто кристали кварцу у напрямку до голівки поступово звужуються, а на плоских гранях кристалічної призми проглядається характерна поперечна штрихування.

Досить рідко кристали кварцу мають форму псевдогексагональние діпіраміди. Зовні, кристали кварцу зазвичай правильні, але іноді утворюють складні здвоєні ділянки.

Вони виникають як при зростанні кристалів, так і в процесі внутрішньої структурної форміровкі при механічних деформаціях, а також термічних поліморфних α-β переходах, які супроводжуються сильним стисненням.

У гірських породах метаморфічного і магматичного походження кристали кварцу утворюють неправильні зерна ізометричної форми. Вони часто бувають зрощені з кристалами інших мінералів.

Кварцу притаманний скляний блиск. іноді з жирним відливом. Злам його кристалів раковистий або нерівний. Спайність кварцу недосконала, а твердість дорівнює 7 за шкалою Мооса. Щільність даного мінералу становить 2,6 - 2,65 г / см3.

Кварц добре розчиняється в плавикової кислоті. Температура плавлення мінералу становить 171 - 1728 ° С. Через сильну в'язкості розчину дуже важко визначити точну температуру плавлення. Кварц належить до групи оксидів утворюють скло. іншими словами він схильний до утворення кристалів переохолодженого розплаву - скла.

Існує велика кількість різновидів кварцу. До них відноситься гірський кришталь. представляє собою кристали прозорого безбарвного кварцу. Раухтопаз або ще його називають димчастий кварц. має світло-сірий або світло-бурий. Ще один вид кварцу називається морион. має чорне забарвлення.

Аметист є дорогоцінною різновидом гірського кришталю, який має фіолетовий. фіолетово рожевий. сіренево- червоний кольори. Кристали цитрину мають лимонний жовтий колір. Авантюрину притаманний мерехтливий колір через велику кількість дрібних лусочок гематиту або слюди.

На фото золоте кільце з димчастим кварцом

Празем має в складі включення актинолита, які надають йому зелений відтінок. Волосатик - це ще один різновид гірського кришталю, має в складі включення кристалів тонкоголкової рутилу. гетиту, турмаліну або інших видів мінералів, які утворюють кристали тонко-голчастою форми.

Халцедон - напівпрозорий мінерал скритокрісталліческой тонковолокнистої різновиди. Він буває білого, сірого і медово-жовтого кольорів. Утворює кристали сферолітів, псевдосталактіти або суцільні великих розмірів масивні освіти, а також сферолітовие кірки. Агат - одна з різновидів халцедону з шарувато-полосчатой ​​структурою кристалів.

На фото різновид кварцу волосиста

Кремень утворює скритокрісталліческіе тонкозернисті агрегати кремнезему, що мають непостійний склад, які освічені в основному з кварцу і в найменшій мірі з кристобалита, халцедону, в рідкісних випадках з присутністю невеликої кількості кристалів опала.

Вони найчастіше перебувають у вигляді гальки або конкрецій, які виникають при їх руйнуванні механічного характеру. Соколине Око. Тигрове око. Бичаче око - всі вони є псевдоморфоз, тобто продуктами заміщення кварцом різних різновидів азбесту.

Кристали кварцу утворюється в процесі різних геологічних змін. Кристалізується кварц безпосередньо з магми кислотного складу, а також з багатьох флюїдами пегматитових магми. У породах вулканічного походження з присутністю кислого складу часто утворюються порфірову вкраплення.

Кварц є одним з головних мінералів сімейства гранітних пегматитів, в яких кварц утворює зрощення з польовим калієвих шпат. Кристали кварцу також є головними мінералами метасоматітних апогранітов - грейзенов. У зовнішніх умовах кварц добре стійкий, він накопичується і утворюється в розсипах різного генезису.

У величезних кількостях використовується керамічної і скляної промисловістю (чистий кварцовий пісок і гірський кришталь). Також цей мінерал застосовують для виробництва кварцового скла і виготовлення кремнеземистих вогнетривів. У ювелірному мистецтві застосовується в якості вставок в прикраси або як камені виробів.

Самим найважливішим властивістю кристалів кварцу є п'єзоефект. Він був відкритий в 1880 р вченими з Франції, братами Полем і П'єром Кюрі, на кристалах кварцу. Застосувати явище п'єзоефекту вперше запропонував Поль Ланжевен, він також був французом.

Це відкриття сталося в роки першої світової війни. Суть пропозиції Поля Ланжевен полягала в застосуванні ультразвуку для виявлення підводних човнів супротивника, а ось для отримання цього ультразвуку передбачалося використання п'єзоефекту.

Плоска, паралельна, гладка, полірована пластина кварцу з власником і електродами представляла собою п'єзоелектричний резонатор, іншими словами це був коливальний контур з певною частотою резонансних коливань. Резонансна частота безпосередньо залежить від напрямку зрізу і від товщини самої пластинки.

На фото рожевий кварц

Кварцові резонатори використовуються в якості фільтрів, що мають високу виборчу здатність, а також для еталонірованія і стабілізації частоти в генераторах. Одним з головних і найважливіших вимог до кварцовим резонаторам є температурний режим резонансної частоти.

П'єзокварц, до недавнього часу, застосовувався виключно тільки для військових потреб. В сучасний час різні п'єзоелементи використовуються як хороші джерела ультразвуку. а також в різних промислових, медичних, дослідницьких і навіть іноді побутових приладах, наприклад П'єзозапальнички, прилади для ультразвукової боротьби з гризунами. Робота даного приладу протягом декількох днів викликає у них не комфортний стан і бажання швидко залишити приміщення.