plik

Uk ad krystalograficzny

to system klasyfikacji kryszta ów ze wzgl du na

uk ad wewn trzny cz steczek w sieci krystalicznej. System wyró nia

siedem uk adów, w których wyró nia si 32 klasy krystalograficzne.

Ka da klasa ma inny rodzaj symetrii w uk adzie cz steczek w krysztale.

Uk ad cz stek wynika po cz ci ze struktury chemicznej cz steczki.

Wi kszo kryszta ów przyjmuje form regularnego wielo cianu.

Zewn trzny kszta t kryszta u (monokryszta u) jest odzwierciedleniem

jego struktury wewn trznej. Wewn trz kryszta u atomy, jony i cz steczki

uporz dkowane przestrzennie w okre lony, regularny sposób.

•uk ad regularny

(sze cienny), np. sól kamienna, diament, magnetyt,

•uk ad tetragonalny

, np., cyrkon,

•uk ad heksagonalny

, np. beryl,, apatyt,grafit

•uk ad trygonalny

, np.kalcyt, korund, kwarc

•uk ad rombowy

, np. siarka, baryt,

•uk ad jednosko ny

, np. gips,

•uk ad trójsko ny

, np. chalkantyt,

Istniej minera y nie maj ce struktury krystalicznej -

amorficzne

(bezpostaciowe), zwane te

szk ami, np. opal.

Z regu y jednemu zwi zkowi chemicznemu odpowiada jedna klasa krystalograficzna, chocia

niektóre minera y o jednakowym sk adzie chemicznym maj ró

budow wewn trzn i nale

do ró nych klas krystalograficznych. Zjawisko to definiuje si jako polimorfizm.

(Polimorfizm pierwiastków chemicznych nazywa si alotropi )

Uk ady krystalograficzne

Uk ad regularny - oko o 12% minera ów

Fluoryt – szeroko rozpowszechniony minera .Nazwa pochodzi

od ac. fluctus = fala lub fluere = p yn , z powodu

wykorzystywania tego minera u w hutnictwie jako topnika

oraz ze wzgl du na stosunkowo nisk temperatur jego

topnienia.

Uk ad tetragonalny - oko o 10% minera ów

Cyrkon - to pospolity minera z grupy

krzemianów.

Nazwa nawi zuje do sk adu chemicznego

minera u, pochodzi od perskiego zargun (zar

= z oto, gun = barwa) = z ocisty.

Uk ad heksagonalny - oko o 8% minera ów

Apatyt - minera z gromady fosforanów. Nale y do

minera ów szeroko rozpowszechnionych wyst puj cych

we wszystkich typach ska .

Nazwa pochodzi od gr. apatao = oszukiwa , zwodzi ,

udzi , gdy cz sto bywa mylony z innymi minera ami.

Uk ad trygonalny - oko o 9% minera ów

Rubin - minera z gromady tlenków,

czerwona odmiana korundu. Jest

minera em rzadkim.

:Cr

- trójtlenek glinu z

domieszkami trójwarto ciowych

jonów chromu.

Twardo w skali Mohsa – 9

Uk ad rombowy - oko o 22% minera ów

Anhydryt minera z grupy siarczanów –

siarczan wapnia

Nazwa pochodzi od gr. an = bez i hydro =

woda (anhydros = bezwodny), okre laj ca

jako "gips bez wody".

Uk ad jednosko ny - oko o 32% minera ów

monokryszta gipsu

Gips minera z gromady siarczanów.

Nazwa pochodzi od gr. gypsos

ac.gypsum) oznaczaj cego czynno

gipsowania, a tak e kred lub cement.

Nale y do minera ów pospolitych,

szeroko rozpowszechnionych.

CaSO

O – uwodniony siarczan (VI) wapnia

Uk ad trójsko ny - oko o 7% minera ów

Chalkantyt – minera z gromady siarczanów .

Minera powszechnie spotykany w wi kszo ci

kopal siarczkowych rud miedzi.

Nazwa pochodzi od gr. chalkos = mied (mosi dz) i

anthos = kwiat (kwiat miedzi); nawi zuje do

wygl du oraz sk adu chemicznego tego minera u.

CIA A STA E

CYRKON

PIRYT

KWARC

REGULARNY

TETRAGONALNY

HEKSAGONALNY

Ten sam pierwiastek lub zwi zek chemiczny w zale no ci od sposobu

powstawania i warunków zewn trznych, w których si

znajduje, mo e

wyst powa w ró nych strukturach krystalicznych:

Pierwiastki tworz odmiany alotropowe, np. w giel – diament (regularny),

grafit (warstwowy) i bezpostaciowa sadza.

Zwi zki chemiczne tworz odmiany polimorficzne; np. krzemionka

tworzy cznie z odmian bezpostaciow 8 odmian polimorficznych.

-kwarc

(trygonalny)

870 C

-trydymit

(heksagonalny)

1470 C

-krystobalit

(regularny)

1710 C

szk o

575 C

-kwarc

(heksagonalny)

165 C

-trydymit

(rombowy II)

126 C

-trydymit

(rombowy I)

180-270 C

-krystobalit

(tetragonalny)

Odmiany polimorficzne (alotropowe) ró ni si zarówno budow krystaliczn ,

jak i w ciwo ciami fizycznymi

Rzeczywiste cia a sta e ró ni si od cia idealnych

na skutek:

-Utworzenia si struktury mozaikowej, w której

tylko najmniejsze (~ 10

-7

m) obszary s

zbudowane jak monokryszta y.

- Utworzenia si konglomeratu (polikryszta u)

sk adaj ce si z ma ych ( ~ 10

-2

– 10

-5

kryszta ów, stanowi cych nieregularne ziarna,

oraz wyst powania porów i wtr ce (inkluzje).

- Defektów (~ 10

-10

m) struktury sieciowej: luki,

obce atomy lub jony, mi dzyw la (atomy w

przestrzeni

mi dzysieciowej),

dyslokacje

(zniekszta cenia sieci krystalicznej).

Kwarc

Trydymit

krystobalit

SiO

w przyrodzie

opale

ciwo ci dwutlenku krzemu:

- odporny na dzia anie kwasów, jedynie z kwasem fluorowodorowym

tworzy gazowy SiF

(jednak e odmiany wysokoci nieniowe s odporne

na dzia anie HF)

- SiO

reaguje w wysokiej temperaturze z zasadowymi tlenkami i

wodorotlenkami

Kwasy krzemowe i ich sole

Najbardziej znany kwas ortokrzemowy H

SiO

, jest on nietrwa y i w wyniku kondensacji

tworzy el krzemionkowy (silika el)

Jego kszta t, oraz - co wa ne - porowata

struktura, pozostaj nie zmienione

nawet po ca kowitym wysuszeniu

tworz c olbrzymi powierzchni , dzi ki

czemu silika el posiada w asno ci

rozdzielcze i osuszaj ce. Zastosowanie:

chromatografia jako faza stacjonarna,

rodek osuszaj cy, a tak e jako

wype niacz w przemy le gumowym, oraz

no nik katalizatorów.

Krzemiany wapniowe spo ród wszystkich krzemianów maj najwi ksze

znaczenie w przemy le cementowym i szklarski:

- krzemian trójwapniowy – alit (3CaO · SiO

)

- krzemian dwuwapniowy – belit (2CaO · SiO

)

- dwukrzemian trójwapniowy – rankinit (3CaO · 2SiO

)

- krzemian wapniowy – wolastonit (CaO · SiO

)

Gliniany

Glin jest po tlenie i krzemie trzecim najcz ciej wyst puj cym w skorupie ziemskiej

pierwiastkiem

Tlenek glinu Al

– korund – temperatura topnienia ok. 2050 C, du a twardo (9 w

skali Mohsa), du a odporno chemiczna

W uk adzie SiO

– Al

wyst puj wa ne w produkcji materia ów ogniotrwa ych

minera y: krystobalit, a zw aszcza mulit, który jest podstawowym sk adnikiem

wyrobów szamotowych

Tlenek glinu otrzymuje si z boksytów

siarczany

W budownictwie maj znaczenie siarczany wapnia (gips i anhydryt) jako

spoiwa oraz SO

i SO

jako czynnik korozyjny

glany

Kamie wapienny jest podstawowym materia em do otrzymywania

wapna palonego, cementu i szk a. Jego podstawowym sk adnikiem jest

glan wapnia

Tlenki w gla CO

i CO to gazy bezbarwne, bezwonne i bez smaku.

Powietrze zawieraj ce CO

nawet do 30 dm

mo e by wdychane

przez d szy czas bez szkody dla cz owieka. W przeciwie stwie do tego

zawarto w powietrzu CO – 0,5 dm

w krótkim czasie powoduje

mier .

Potasowce i wapniowce

Alkalia

to wodne roztwory wodorotlenków sodu i potasu (równie Li,

RB, Cs)

Ziemie alkaliczne

to wodorotlenki wapniowców tj. wapnia, strontu,

baru, berylu i magnezu

Ska y naturalne

Kamienie to niejednorodne mieszaniny minera ów, sk adaj si z

powsta ych w sposób naturalny zespo ów ziaren jednego lub kilku

rodzajów minera ów. Mo emy podzieli je na materia y kamienne

lu ne i zwarte (lite)

Materia y kamienne lu ne

– kruszywa – s sztucznie zlepiane przy

udziale spoiw i lepiszczy, np. piasek i wir + cement i woda beton

Spoiste

: i y i gliny

Niespoiste

: piaski i wiry

Materia y kamienne zwarte

w budownictwie u ywane s jako

materia y konstrukcyjne lub ok adzinowe

Ze wzgl du na sposób powstawania ska rozró nia si :

ska y magmowe

(np. granit i bazalt) powstaj w wyniku krzepni cia

krzemianowych stopów (magmy) w zewn trznej warstwie skorupy

ziemskiej

ska y osadowe

(np. piaskowce) powstaj na drodze przemian

chemiczno-fizycznych lub biologicznych np. w wyniku wietrzenia ska

pierwotnych na skutek zmian temperatury

ska y metamorficzne

- przeobra one (np. gnejs i marmur) powstaj na

drodze przemian ska pierwotnych np. nadtapiania

le matalurgiczne

Powstaj jako produkt odpadowy podczas hutniczej przeróbki rud.

Na ka

1 ton eliwa powstaje 1 tona

la.

Powstaje on z zanieczyszcze rudy (ska a p onna) i dodatków (topików)

SiO

+ 2CaCO

SiO

+ 2 CO

ska a p onna

topik

le metalurgiczne

le ró ni si swoimi w ciwo ciami, w zale no ci od szybko ci

ch odzenia:

powolne ch odzenie

, powstaje bardzo odporny materia , który

stosuje si jako t ucze i wir

szybkie ch odzenie

, przez studzenie w wodzie powstaje

bezpostaciowy piasek

lowy („piasek hutniczy”) który po zmieleniu

dodawany jest do cementów

le metalurgiczne

Mikrokrzemionka – otrzymywana przy produkcji stopów elazo

krzemu lub krzemu metalicznego

Mikrokrzemionka jest stosowana jako warto ciowa domieszka do

cement uszczelniaj cymi beton przez wype nienie przestrzeni mi dzy

cz stkami.

Odpady gipsowe

Odpady z przemys u chemicznego: z produkcji kwasu fosforowego –

fosfogipsy, kwasu fluorowodorowego – fluorogipsy, kwasu borowego –

borogipsy

1 tona kwasu fosforowego = ok. 5,5 tony odpadu

Po odpowiedniej przeróbce powstaj z nich spoiwa fosfogipsowe,

które maj w budownictwie podobne zastosowanie jak gips

budowlany

Gips z instalacji odsiarczania elektrowni.