Минералогия - Бетехтин А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Если для данного минерала при рентгенометрических исследованиях мы получаем размеры пространственной элементарной ячейки и число атомов (или ионов) для каждого элемента, то для сравнения не трудно вычислить теоретический удельный вес, пользуясь атомными весами элементов. В случае значительного количества изоморфных примесей при этом приходится пользоваться также данными химических анализов.
Довольно значительные колебания удельного веса, устанавливаемые для одного и того же минерала, наблюдаются сравнительно редко и помимо изоморфизма обычно бывают обусловлены мельчайшими включениями посторонних минералов, в том числе пузырьков газа и жидкостей.
Удельные веса природных газов определяются по отношению к воздуху.
Различие й удельных весах минерале© широко используется при обогащении руд различными гравитационными методами с целью отделения нерудных минералов (кварца, кальцита, барита и др,) от рудных минералов (галенита, сфалерита, касситерита и др.). При обогащении получаются концентраты с повышенным содержанием полезных минералов.
Магпитность
Существует очень немного минералов, которые обладают явно выраженными магнитными свойствами. Минералы со слабыми парамагнитными свойствами легко притягиваются магнитом (бедные серой разности пирротина). Но имеются и такие минералы, которые сами представляют собой магнит, т. е. являются ферромагнитными и притягивают к себе железные опилки, булавки, гвозди (фиг. 51). Таким свойством обладают магнетит — FeFe2O4, никелистое железо, некоторые
разности ферроплатины. Наконец, известны диамагнитные минералы, отталкивающиеся магнитом (самородный висмут).
Так как число минералов, обладающих магнитными свойствами, невелико, то этот признак имеет важное диагностическое значение. Испытание на магнитность про-\ изводится с помощью I свободно вращающейся І магнитной стрелки, к j концам которой подносится испытуемый обра-.] зец.
і Слабыми магнитными J свойствами, не устанав-I ливаемыми с помощью j магнитной стрелки, обла-\ дает довольно большое 1 количество минералов, j На различии этих слабо ] выраженных магнитных ..] свойств основано разде-I ление минералов на фракции с помощью электро-
Фиг, 51. Притягивание магнетитом железных магнита при ИССЛедова-
гвоздей нки так называемых шли-
хов, т. е. тяжелой фракции минералов, получающейся с помощью промывных устройств из песков речных долин. Это исследование шлихов производится с целью обнаружения в них минералов ценных металлов (например, редких земель, олова, вольфрама и др.). Устанавливая закономерности их распространения, производят поиски коренных месторождений (т. е. первоисточника интересующих минералов, распределенных в речных россыпях).
Радиоактивность
В самом конце периодической системы Д. И. Менделеева располагается группа радиоактивных элементов урана — радия, представляющих совершенно особый интерес. Явления радиоактивности были открыты А. Беккерелем еще в 1896 г. Дальнейшее изучение их привело к открытию общих законов строения атома и к развитию так называемой ядерной физики.
Выше уже подчеркивалось, что образование ионов, химических соединений и вообще все химические процессы обусловлены исключительно строением наружных электронных оболочек атомов и той энергией, которая выделяется при перегруппировках электронов; ядра атомов при этом не претерпевают никаких изменений. Явления же радиоактивных превращений, наоборот, связаны с превращениями^ происходящими в самих ядрах. В связи с этим необходимо в двух словах коснуться строения атомных ядер.
Ядро легчайшего атома — водорода — представлено одним положительно заряженным протоном, масса которого примерно в 2000 раз больше массы электрона, т. е. масса ядра (как и для всех других элементов системы) практически почти равна массе всего атома. Следующий за водородом гелий имеет атомный номер 2. Следовательно, ядро его обладает двойным положительным зарядом и содержит 2 протона. Можно было бы ожидать, что и масса его должна быть вдвое больше. Однако, как видим из табл. 1 (стр. 28—29), атомный вес гелия равен 4. Выяснилось, что в ядрах атомов, кроме положительно заряженных протонов, присутствуют также прочно связанные с ними нейтроны, т. е. электрически нейтральные частички, образованные слиянием в одно целое протона и электрона и по своей массе практически не отличающиеся от протонов. Поскольку эти частички электрически нейтральны, постольку их присутствие не сказывается на заряде ядра, следовательно и на номере атома, а только на его весе. Отсюда легко догадаться, что в ядре гелия, кроме двух протонов, содержится два нейтрона.
Необходимо также напомнить, что для каждого элемента доказано существование нескольких изотопов, т. е. атомов, имеющих один и тот же номер, но разные массы (или массовые числа), обусловленные различным числом присутствующих нейтронов. Например, для водорода, кроме обычного изотопа — H1 с массовым числом, равным единице, установлен тяжелый изотоп—¦H2* с массовым числом, равным 2 (его ядро, называемое дейтероном, кроме протона содержит один нейтрон), для гелия известен легкий изотоп — Не3 (2 протона -f-1 нейтрон) с массовым числом равным 3, затем следует нормальный гелий — Не4 (2 протона + 2 нейтрона) и т. д. При обычных химических реакциях изотопы одного и того же элемента ведут себя совершенно одинаково. Поэтому при определении атомных весов элементов обычным путем получаются цифры, отвечающие смеси изотопов, чем и объясняется то, что приводимые в таблице Д. И. Менделеева атомные веса не равны целым кратным числам основной единицы массы водорода (вернее, одной шестнад цатой массы преобладающего изотопа кислорода — О16).
