1. Do jakich układów krystalograficznych należą kryształy mające następujące elementy symetrii: a) 3L₂, b) L₄ 4L₂ 5PC, c) 3L₂4L_3p, d) L₃3P, e) 3L₄4L₃6L₂9PC?

3L₂ - rombowy

L₄4L₂5PC - tetragonalny

3L₂4L_{3P - regularny}

L₃3P - trygonalny

3L₄4L₃6L₂9PC - regularny

2. Jaki element symetrii powstanie ze złożenia dwóch wzajemnie prostopadłych osi dwukrotnych?

Wg twierdzenia: Kolejna os, która przechodzi przez środek przecięcia dwóch prostopadłych osi.

3. Oblicz symbole Millera ścian kryształu odcinających na osiach X, Y, Z odcinki o długościach: ściana A: 1/2a, 1/2b, 1c; ściana B: 2a, 2b, 1c, gdzie a, b, c są odcinkami odcinanymi przez ścianę jednostkową (111). Z jakiego prawa krystalograficznego skorzystasz?

A : (221) B: (112)

Prawo wymiernych stosunków odcinków: Każdy ze stosunków dwóch odcinków odciętych na jednej osi krystalograficznej przez dwie ściany kryształu wyraża się liczba wymierna.

4. Jakie i maksymalnie ile elementów symetrii mają kryształy układów: trójskośnego, rombowego, tetragonalnego i regularnego?

trójskośny - C dwuścian

rombowy - 3L₂3PC bipiramida rombowa

tetragonalny - L₄4L₂5PC bipiramida tetragonalna

regularny - 3L₄4L₃6L₂9PC 48-ścian

5. Co oznacza zero w symbolu Millera? Przedstaw orientację ścian kryształu o symbolach (0001) i (1101) względem osi krystalograficznych. W jakich układach krystalograficznych występują takie czterocyfrowe symbole ścian?

Zero w symbolu Millera oznacza że płaszczyzna nie przecina żadnej (danej) osi krystalograficznej. 1101 nie istnieje, no chyba że to ma być płaszczyzna ;P albo gdzieś tam ma być kreska od góry :P

(Chyba tak ma być)

W heksagonalnych.

6. Rzeczywiste kryształy często mają nieidealne kształty. Które z praw krystalografii geometrycznej można wykorzystać do identyfikacji formy kryształu? Przedstaw to prawo.

Jest to prawo stałości kątów Stensena. Kąty analogicznych ścian pomierzone w jednakowych warunkach fizyczno-chemicznych są takie same i niezmienne dla każdego kryształu danego minerału.

7. Jakie elementy symetrii powodują zjawisko enancjomorfizmu w kryształach kwarcu?

Występowanie osi śrubowej

P322l

Symbol osi śrubowej (oś obrotowa + translacyjne przesunięcie)

- lewo lub prawoskrętne

- w osiach trzykrotnych jest znaczenie, kiedy prawoskrętna, a kiedy lewoskrętna

8. Jak rozmieszczone są atomy tego samego rodzaju w komórkach elementarnych typu P, F i I?

F- komórka ściennie centrowana ( z węzłami w narożach i w środku każdej ściany)

P- komórka prymitywna ( węzły tylko w narożach)

I- komórka przestrzennie centrowana ( z węzłami w narożach i środku geometrycznym)

9. Oblicz wzór chemiczny minerału na podstawie jego analizy chemicznej. Podaj nazwę tego minerału.

Atomy	Procent wagowy	Ciężar atomowy	Proporcje atomowe	Liczba atomów
Fe	34,30	55,85	(34,30/55,85)/0,61	1
As	46,01	74,92	(46,01/74,92)/0,61	1
S	19,69	32,06	(19,69/32,06)/0,61	1

Sposób obliczenia dzielimy procent wagowy przez ciężar atomowy a potniej dzielimy przez wspólna liczbę

Wzór sumaryczny: FeAsS arsenopiryt

10. Wskaż na wykresach P,T odmiany polimorficzne węgla, węglanu wapnia (CaCO₃) i krzemianu glinu (Al₂SiO₅).




11. Uszereguj siarczki miedzi wg. rosnącej zawartości Cu: bornit, chalkozyn, chalkopiryt, kowelin. Podaj wzory chemiczne tych minerałów

• Chalkopiryt 35% CuFeS₂

• Bornit 63% Cu₅FeS₄

• Kowelin 66% CuS

• Chalkozyn 78% Cu₂S

12. Czym różnią się siarkosole od siarczków złożonych?

Siarkosole są związkami metali ciężkich (Ag, Cu, Zn, Hg, Tl) i kruchych (As, Sb, Bi) z siarką. W klasie tej wyróżnia się siarkosole właściwe (wykazujące równowagę ładunków kationów i anionów) i siarczki złożone (nie wykazujące równowagi ładunków).

Siarkosole - związki metali i półmetali z siarką. Praustyt, Tennantyt i tetraedryt.

Siarczki złożone - suma kationów nie jest równa sumie anionów

Fe2+As3+S2- arsenopiryt

5+<>2-

Siarkopole - suma kationów i suma anionów równoważą się, bilansują się ładunki

Ag3,1+As3+S3,2- prousyt

6+=6-

13. Omów strukturę diamentu według następującego schematu: układ krystalograficzny, rodzaj komórki elementarnej, ilość atomów przypadających na jedną komórkę elementarną, rodzaj wiązań chemicznych, liczba koordynacyjna atomów.

Układ: regularny (czworościan regularny), rodzaj komórki: F, ilość atomów na komórkę: 8, wiązania:kowalencyjne, liczba koordynacyjna: 4

14. Jaki szczególny element struktury ma siarka rodzima?

Jest związkiem molekularnym. Zbudowane jest z pierścieni ośmioczłonowych, atomy powiązane są silnymi wiązaniami. Pod wpływem ciepła drgania są tak duże, że kryształy zaczynają pękać. Podstawowym elementem jej struktury jest pierścieniowy zespół 8 atomów S8. Komórka elementarna zawiera 16 takich neutralnych pierścieniowych molekuł, które zespolone są siłami VW. Siarka zależnie od warunków krystalizacji może tworzyć wiele modyfikacji strukturalnych.

15. Wyprowadź strukturę sfalerytu ze struktury diamentu.

Struktura sfalerytu jest podobna do struktury diamentu pod względem geomatrycznym.

Jedna sieć regularna typu F obsadzona przez S a druga identycxna włożona w pierwszą obsadzona przez Zn. W odróżnieniu od diamentu łupliwość przebiega wg 110 a nie wg płaszczyzn ośmiościanu.

16. Jakie rodzaje wiązań chemicznych występują w strukturze pirytu, a jakie w galenie?

Galena - wiązania jonowe, piryt - atomowe + metaliczne

17. Wymień wraz z przykładami trzy rodzaje roztworów stałych w minerałach.

Roztwory stałe substytucyjne (podstawieniowe, I rodzaju) - roztwory stałe w których jony lub atomy wzajemni się zastępują. Np. Albit - Anortyt

Roztwory stałe intersticjalne (międzywęzłowe, II rodzaju) - polegają na tym że małe atomy (np. H,N,B,C) ulokowane są w wolnych przestrzeniach między większymi atomami. Np. Austenit Fe-γ-C (małe atomy wędla tkawią w intersticjach między atomami żelaza).

Roztwory stałe substrakcyjne - gdy część pozycji sieciowych zajmowanych przez jeden rodzaj atomów pozostaje nie obsadzona. Np. Pirotyn Fe_1-xS część pozycji zajmowanych przez atomy Fe.

18. Przypisz minerałom właściwą gęstość:

1 złoto rodzime (b) a. 2,65

2 lód (d) b. 19,3

3 galena (f) c. 4,5

4 baryt (c) d. 0,92

5 kwarc (a) e. 3,3

6 piryt (g) f. 7,58

7 diament (e) g. 5,02

8 grafit(h) h. 2,15

Od czego zależy gęstość minerałów?

Wewnętrzne - ciężar atomowy pierwiastków budujących, sposób upakowania

Zewnętrzne - temperatura, ciśnienie

(piryt 5.02, lód 0.92, złoto 19.3, diametnt 3.3, galena 7.58, baryt 4.5, grafit 2.15, kwarc 2.65

Od czego zależy gęstość minerałów?

Gęstość- zależy od ciężaru atomowego pierwiastków, z których minerał jest zbudowany, ale i też odległości miedzy atomami. Występuje odwrotna zależność miedzy ciężarem cząsteczkowym a gęstością, ale także od ciśnienia i temperatury.)

19. Jakie zjawisko fizyczne wywołuje opalizację opali?

Opalizacja występuje w niektórych opalach. Maja charakterystyczna budowę wewnętrzną grupy atomów Si są gęsto ułożone mają promień (r) równy promieniowi światła widzialnego. Są to barwy interferencji. Interferencja świtała na sferoidach krzemowych.

20. Jon Cr³⁺ barwi korund na ……. a beryl na ……. . Dlaczego? Jak nazywają się barwne odmiany tych minerałów?

Barwne odmiany korundu - rubin i szafir, berylu - akwamaryn, szmaragd, morganit, heliodor

kurund barwi sie na czerwono a beryl na zielono
dlaczego ?chodzi tu o inne pole krystaliczne (siec krystaliczną) obu minerałów korundu i berylu. W każdej z nich inaczej ustawiany jest chromofor (Cr3+) co zmienia siłę (czy też energię) powodującą przejscia energetyczne elektronów. Energia pochlaniana podczas takich przemian daje inna barwe minerału (to znaczy ze absorbcja swiatła jest w innych zakresach w tym wypadku widma widzialnego)

21. Narysuj wykres zależności pomiędzy skalą Mohsa i tzw. bezwzględną skalą twardości.

y~x² (nie chce mi się robić wykresu zwykła funkcja kwadratowa ;p)

22. Podkreśl minerały izostrukturalne z halitem: gips, sylwin, sfaleryt, piryt, galena, molibdenit, kalcyt, korund, fluoryt, piroluzyt.

23. Napisz wzór magnetytu jako spinelu odwróconego.

Magnetyt - Fe3+(Fe2+Fe3+)O4

24. Struktura galeny: układ krystalograficzny, kształt i rodzaj komórki elementarnej, liczba koordynacyjna jonów i wynikający stąd wielościan koordynacyjny, rodzaj wiązań chemicznych. Wymień minerał izostrukturalny z galeną.

Układ: regularny, komórka elementarna: F, liczba koordynacyjna: 6, minerał izostrukturalny: halit sylwin, wiązania jonowe. PbS

25. Wymień szczególne własności fizyczne uraninitu, magnetytu, fluorytu, kalcytu, złota rodzimego, nefrytu.

• Uranityt - wykazuje promieniotwórczość

• Magnetyt - posiada silne właściwości magnetyczne

• Fluoryt - wykazuje fluorescencje

• Kalcyt - silnie reaguje z HCL

• Złoto rodzime - najcięższy pierwiastek

• Nefryt - do zgniecenia nefrytu potrzeba nacisku większego od 7 t/cm²

26. Czym różni się bioapatyt od apatytu?

Apatyt występuje w przyrodzie, zaś bioapatyt jest składnikiem ludzkich kości. Bioapatyt różni się od apatytu składem chemicznym. Fosforany wapnia zawierają grupę węglanowa i hydroksylowa.

27. Co to są fosforyty?

• Zbudowane głównie z drobnokrystalicznego apatytu

• Tworzy kuliste konkrecje

28. Wyjaśnij zdanie: goethyt często tworzy pseudomorfozy po pirycie.

Psedomorfoza - minerał, który wyparł inny minerał i zachowuje postać wypartego minerału

29. W jakiej postaci woda występuje w gipsie, goethycie i w zeolitach?

Gips - woda w postaci cząsteczek H2O wbudowanych w strukture gipsu

Goethyt - woda w postaci grupy hydroksylowych

Zeolity - woda zeolitowa

30. Wymień wraz ze wzorami chemicznymi minerały izomorficzne z kalcytem.

• Syderyt Fe2CO3 - uboga w Fe, tworzy sferoidalne konkrecje zwane sferosyderytami, wewnątrz często znajdują się skamieniałości, tworzy roztwór stały z magnezytem (swobodna wymiana jonowa)

• Rodochrozyt MnCO3 - charakterystyczna różowa barwa

• Smitshonit ZnCO3 - produkt przeobrażania sfalerytu

• Magnezyt MgCo3

Malachit czy azuryt będzie tworzył się preferencyjnie w warunkach niskiego ciśnienia parcjalnego CO₂?

3Cu2CO3(OH)2+CO2_2Cu3(CO3)2(OH)2+H2O

32. Co powoduje, że cyrkon wykorzystywany jest powszechnie do określania wieku skał?

Ponieważ cyrkon jest minerałem akcesorycznym w wielu skała min granitowych. Uran jako pierwiastek niestabilny rozpada się do stałych pierwiastków ołowiu.

33. Klasyfikacja chemiczna i krystalograficzna piroksenów i amfiboli. Jaka jest zasadnicza różnica w składzie chemicznym między tymi grupami minerałów?

Skład	pirokseny		Amfibole
symetria	rombowe	jednoskośne	Rombowe	jednoskośne
magnezowe	enststyt	klinoenstatyt	antyofyllit	Cummingtonit
Wapniowe sodowe		Diopsyd Jadeit egiryn		Tremolit glaukofan

Główna różnica w składu chemicznego jest obecność wody konstytucyjne w amfibolach w postaci dodatkowych grup (OH)-

Piroksen zbudowane są z łańcuchów pojedynczych Si2O4)4- a amfiboli z Si4)11)6- z grupami (OH)- w centrum każdego pierścienia takiej wstęgi.

34. Jakie minerały występują w formie azbestu?

• Chryzotyl. Aktynolit, Antofyllit, Amozyt, Krokydolit, Tremolit, Lizardyt

35. Co oznaczają we wzorze epidotu symbole [SiO₄] [Si₂O₇]? Do jakiej grupy krzemianów należy epidot?

Epidot należy do grupy krzemianów grupowych i jest pośrednikiem (przejściowy pomiędzy) miedzy krzemianami grupowymi, a wyspowymi. Epidot (krzemian grupowy) zawiera aniony kompleksowe (SiO4) oraz (Si2O7) połączone wspólnym wierzchołkiem (tlenem).

36. Co to są minerały metamiktyczne. Podaj przykład minerału, który często wystepuje w stanie metamiktycznym.

Minerały, których wewnętrzną struktura została zniszczona lub zmieniona wskutek rozpadu zawartych w ich wnętrzu pierwiastków promieniotwórczych (uranu i toru). Taki charakter wykazują czasami niektóre cyrkony.

37. Omów roztwór stały granatów.

Granaty tworzą złożony roztwór stały o ogólnym wzorze A3(2+)B2(3+)(SiO4)3

A -> Mg, Fe2+, Mn2+

B -> Al3+,Fe3+,Cr3+

Tworzą 4 serie (podgrupy) granatów

-granocyty grossular uwarowit andradyt

-piralspity alamandyn pirop sperantyn

-hydrogranaty podobne chemicznie do granocywó z tą różnicą że czesć grup (SiO) hest zastąpiona przez (OU)-

dzięki mozliwoście podstawiania atomów i jonów Ca2+ (głównei chodzi o alamandyn i pirop - se najczęściej spotykanymi minerałami z grupy granatów) możemu zastępować innymi jonam tj Mg2+ Fe 2+ Mu 2+ Ti4+ zr 4+ itd

Tworzy się w ten sposób szered granatów. Jest on ściśle związany z ciśnieniem i temperaturą tworzenia się minerałów a takie dopływanie substancji mineralnych.

Naczesciej spotykany jest w środowisku stygnięcia magmy oraz skał zmetamorfizowanych.

38. Idealny skład chemiczny berylu wyrażony jest wzorem Be₂Al₃[Si₆O₁₈]. Jakie odchylenia od tego składu mogą występować w berylach? W jakich skałach najczęściej występują beryle i turmaliny?

Może występować Cs2O i Li2O, a także domieszki Sc i alkaliów. Beryle i turmaliny występuje w granitach i pegmatytyach granitowych

39. Przedstaw klasyfikację krzemianów warstwowych opartą na ilości warstw tetraedrycznych i oktaedrycznych w pakiecie wraz z przykładami poszczególnych grup.

- Typ pakietu 1:1

dioktaedryczne - kaolinit

trioktaedryczne - antygoryt

- typ pakietu 2:1

dioktaedryczne - pirofyllit

trioktaedryczne - talk

-Typ pakietu 2-1:1

dioktaedryczne - Donbassyt

trioktaedryczne - chloryty magnezowe

40. Rozszyfruj symbol Ab₂₀An₈₀. Jak ogólnie nazwiemy minerał o takim składzie?

Skaleń wapniowo sodowy Bytownit 20% albitu i 80% anortytu

41. Czym różnią się odmiany polimorficzne KAlSi₃O₈? Nazwij te odmiany i przypisz im odpowiednią symetrię struktury. W jakich skałach występują te odmiany?

Sanidyn - krystalizuje w układzie jednoskośnym odmiana wysokotemperaturowa o strukturze nieuporządkowanej. Wystepuje w ryolitach.

Ortoklaz - krystalizuje w układzie jednoskośnym odmiana średniotemperaturowa, częściowo uporządkowana (struktura ortoklazu jest wypadkową uporządkowania lub nie uporządkowania jonów glinu o prawdopodobieństwie ½). Występuje w granitach

Mikroklin - krystalizuje w układzie trójskośnym, odmiana niskotemperaturowa struktura uporządkowana.

Uporządkowanie jonów glinu polega na rozmieszczeniu ich w określonych tetraedrach (mam do czynienie ze strukturą uporządkowana) a jeżeli jony glinu są pozycjach nieokreślonych to struktura jest nieuporządkowana.

Wraz z uporządkowaniem struktury minerały uzyskują symetrię trójskośną. Wystepuje w granitach i sjenitach

42. Narysuj wykres trójkątny przedstawiający roztwór stały skaleni.




43. Na czym polega przemiana kwarcu niskotemperaturowego w wysokotemperaturowy? Jak nazywamy ten rodzaj przemiany? Czy jest odwracalna? Wolna czy szybka?

Wysoko temperaturowa odmiana kwarcu alfa od 573 C do 870 krystalizuje w układzie heksagonalnym, nisko temperaturowa odmiana kwarcu beta od 573 C w dół układ trygonalny. Przy obniżaniu temperatury do 573 stopni i niżej kwarc alfa automatycznie przechodzi w kwarc beta zmienia strukturę wewnętrzną, ale zostaje zachowana postać zewnętrzna kryształu, która jest kombinacja bipiramidy heksagonalnej ze słabo wykształconym słupem heksagonalnym. Przemiana ta jest przemiana polimorficzna przemieszczeniową. Przemiana jest szybka wręcz nie zauważalna.

44. Przedstaw szczególną cechę strukturalną zeolitów.

• występowanie jamek i kanalików w kryształach o średnicy od 0,26 do ,90 nm. Jamki te są wypełnione woda lub jonami dwu i trójwartościowymi

• podczas podgrzewani o temperatury 400 C oddają zawartą wodę bez niszczenia struktury kryształu. Proces ten jest odwracalny (to je rożni od innych uwodnionych minerałów)

• luki pozostawione przez cząsteczki wody mogą być wypełnione przez inne cząsteczki lub jony.

• woda dostając się bądź opuszczając strukturę zeolitów powoduje wymianę jonów zawartych w roztworze na jony minerałów !!!!!!( ze względu na tę właściwość zeolity wytwarza metodą syntezy i stosuje się do uzdatniania wody)

45. Co to jest parageneza? Wymień znane ci rodzaje paragenez.

Parageneza - równowagowe współwystępowanie minerałów powstających w wyniku tego samego procesu geologicznego w tym samym interwale czasowym i miejscu. Paragnenzą nie jest piasek. Może być:

• Magmowa

• Hydrotermalna

• Hipergeniczna (powierzchniowa)

- stref utlenienia

• Metamorficzna

• Motasomatyczna

• Wysokociśnieniowa (impaktywna)

• Pegmatytowa

---