CHAPTER 3 Earth Materials3.1 Minera

CHAPTER 3
Earth Materials
3.1 Minerals: The Building Blocks of Rocks
Rock - An aggregate of one or more minerals.
Mineral
Naturally occurring.
Inorganic
Solid.
Orderly internal structure (atoms arranged in a definite pattern; crystalline).
Definite chemical composition that may vary within specified limits and written as a formula.
Why study minerals?
Resources.
Building blocks of rocks.
3.2 Minerals: Chemical compounds composed of atoms of various elements
Minerals are chemical compounds composed of atoms of one or more elements.
Chemical compounds change the physical properties.
3.3 Atomic Structure
Building blocks of atoms.
Nucleus - dense central region of the atom
Protons - positively charged; one unit of mass
Neutrons - neutral particles; one unit of mass
Energy-level shells - clouds of electrons at different (discrete) distances from the nucleus.
Electrons - negatively charged; negligible mass (0.00067 AMU); orbit the nucleus
Each shell can contain only a certain number of electrons.
The more electrons, the more energy-level shells
Atomic number = number of protons = number of electrons
Defines the element
Normally an atom of an element is electrically neutral
If electrons are stripped from the atom (or added to the atom), the atom is ionized = ion
Bonding
Elements combine through bonds to form compounds.
Bonding is the result of electrical forces between atoms.
Outermost electrons (outermost energy-level shell) are involved in bonding.
During bonding an atom seeks to fill its outermost energy-level shell (equal to 8).
Electrons involved in bonding are called valence electrons.
Ionic bonds.
One or more valence electrons are transferred from one atom to another."Electron exchange"
Atoms become ions
NaCl is an example (Na+ and Cl-)
Covalent bonds.
One or more valence electrons are shared between atoms "Electron sharing"
Cl2 is an example
Atomic mass = number of protons + number of neutrons
Atoms of the same element commonly have varying number of neutrons in the nucleus, and therefore different atomic masses.
Atoms of the same element with different numbers of neutrons are called isotopes of that element.
Carbon-12 and Carbon-14 are two important isotopes of Carbon.
Carbon-12 has 6 protons and 6 neutrons (most common isotope of Carbon).
Carbon-13 has 6 protons and 7 neutrons.
Carbon-14 has 6 protons and 8 neutrons.
3.4 Structure of Minerals
A mineral is:
An ordered array of atoms.
Chemically bonded.
Forms a crystalline structure.
Each mineral has its own unique crystalline structure.
The crystalline structure is electrically neutral.
Edges have charges.
Polymorphs are different minerals with the same chemical composition.
Different crystalline structures.
Different physical properties.
Diamond and Graphite are good examples.
Both are composed of Carbon atoms.
Diamond - Carbon atoms in 3-D arrays.
Graphite - Carbon atoms in sheets loosely held together electrostatically.
Phase change - change in structure with no change in composition.
3.5 Physical Properties of Minerals
Color.
Usually caused by transition metal elements (iron, copper, etc.).
Sometimes diagnostic; many times not since minor impurities can produce color.
Streak.
Color of a mineral's powder.
One would think it would be the same as the mineral color.
Usually metallic luster minerals have a different streak color. Hematie too.
Luster.
Quality of reflected light.
Adamantine = diamond-like.
Vitreous = glassy.
Pearly.
Greasy.
Oily.
Waxy.
Silky
Earthy.
Dull.
Hardness.
Resistance to scratching or abrasion.
Mohs Hardness Scale.
1. Talc (Texas).
2. Gypsum (Girls).
3. Calcite (Can).
4. Fluorite (Flirt).
5. Apatite (And).
6. Othoclase feldspar (Other).
7. Quartz (Queer).
8. Topaz (Things).
9. Corundum (Can).
10. Diamond (Do.)
Density (specific gravity).
The weight of a mineral divided by an equal volume of water.
A mineral that has a specific gravity of 2.7 is 2.7 times as dense as a equal volume of water.
Gold has a density of 19.3 gm/cm3.
Crystal form (habit).
The shape of an individual crystal or crystals when it can grow unimpeded into an opening in a rock.
dodecahedral, octahedral, hexagonal, cubic, bladed, tabular, fiberous, etc.
Breakage.
How the mineral breaks.
Fracture: random break.
Conchoidal fracture: continuously curving fracture.
Characteristic of quartz and homogeneous minerals.
Cleavage: breaking along crystallographic planes of generally weak chemical bonds.
Special properties.
Magnetism.
Double Refraction.
Two images seen = calcite.
Reaction with acid ("fizzing") calcite.
Taste.
Example: salty.
Smell.
Example: smells like sulfur.
Example: smells like you're near the ocean (salty).
Feel.
Example: soapy or slippery feeling.
3.6 Mineral Groups
There are nearly 4000 minerals.
The rock-forming minerals are most important to geology.
Few dozen of these.
Eight dominant elements (O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg).
A few groups
Silicates - the dominant rock-forming mineral group. Why?
Non-silicates - minor mineral group but economically generally most important.
Native elements
Oxides
Sulfides
Sulfates
Halides
Carbonates
Hydroxides
Phosphates
Silicate structures
(SiO4)-4
Silica tetrahedron.
Silica tetrahedron is an anion which forms the basic building block of the silicates. In silicates, silica tetrahedra are held together by various cations such as Aluminum, Iron, Calcium, Sodium, Potassium, and Magnesium.
Types of silicate structures.
Single tetrahedra in 3-D networks (olivine, feldspar, quartz)
olivine is used as the gemstone peridot
quartz is used for watches (peizeo-electricity), window glass, making silicon chips (anyone like computers?), semi-precious gemstone (amythest)
Single chains (pyroxene group)
spodumene
jadeite
Double chains (amphibole group)
nephrite jade
Sheets (micas and clays)
paint, fine paper coating, kaopectate, bake into bread (Marie), NCR paper, expansive clays, etc.
Silicate minerals.
Most silicates form when rock cools from magma (molten rock).
The temperature and pressure environment, and the chemical composition of the molten rock largely determine the actual minerals which are produced during crystallization. For example:
Olivine and pyroxenes form at higher temperatures.
Quartz forms at lower temperatures.
Some silicates form during metamorphism such as garnet.
Ferromagnesian minerals (mafia)
Have relatively large percentage of Fe and Mg anions
Olivine, pyroxenes (e.g., augite), amphiboles (e.g., hornblende), biotite mica
Olivine contains both Fe and Mg ions that freely substitute for one another depending on the conditions during crystallization.
Non-ferromagnesian minerals (silicic)
Have relatively more Si, Al, Na, K
Quartz, feldspar (both orthoclase and plagioclase), muscovite mica, clays (e.g., kaolinite)
Plagioclase contains both Na and Ca ions that freely substitute for one another depending on the conditions during crystallization.
Non-silicate minerals.
Native elements
gold , silver
copper , silver
graphite , diamond
platinum ,
Oxides
hematite
magnetite
Sulfides
pyrite: used for sulfur; makes poor iron ore
chalcopyrite: primary copper ore mineral in porphyry copper deposits
Carbonates
calcite: used to make cement that is added to sand, gravel, and water to make concrete
dolomite: same
Sulfates
gypsum: used to make wallboard, stucco, plaster, soil amendment
barite: oil drilling additive, X-Rays
Halides
halite: salary; seasoning, food preservative, road salt, document storage
fluorite: steel and aluminum refining
Hydroxides
bauxite (not just one mineral!): aluminum ore rock
Phosphates
apatite (Ca5(PO4)3 (OH, Cl, F); to decieve) teeth

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทที่ 3
โลกวัสดุ
3.1 แร่:
บล็อกอาคารเดอะร็อค. ร็อค -
เป็นรวมของหนึ่งหรือมากกว่าแร่ธาตุแร่ธรรมชาติที่เกิดขึ้น. นินทรีย์ที่เป็นของแข็ง. ระเบียบโครงสร้างภายใน (อะตอมจัดในรูปแบบที่ชัดเจน; ผลึก). องค์ประกอบทางเคมีที่แน่นอนที่อาจแตกต่างกันภายใน ข้อ จำกัด ที่ระบุไว้และเขียนเป็นสูตร. ทำไมการศึกษาแร่ธาตุ? ทรัพยากร. หน่วยสร้างหิน. 3.2 แร่สารประกอบทางเคมีประกอบด้วยอะตอมของธาตุต่างๆ. แร่เป็นสารประกอบทางเคมีประกอบด้วยอะตอมขององค์ประกอบหนึ่งหรือสารเคมีเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพ3.3 โครงสร้างอะตอมหน่วยสร้างของอะตอม. นิวเคลียส - ภูมิภาคหนาแน่นกลางของอะตอมโปรตอน- ประจุบวก; หนึ่งหน่วยของมวลนิวตรอน - อนุภาคเป็นกลาง หนึ่งหน่วยของมวล. หอยพลังงานระดับ - เมฆของอิเล็กตรอนที่แตกต่างกัน (ต่อเนื่อง) ระยะทางจากนิวเคลียสอิเล็กตรอน- ประจุลบ; มวลเล็กน้อย (0.00067 AMU); โคจรรอบนิวเคลียสเปลือกแต่ละคนสามารถมีเพียงจำนวนหนึ่งของอิเล็กตรอน. อิเล็กตรอนมากขึ้นมากขึ้นเปลือกหอยพลังงานระดับอะตอมจำนวน = จำนวนโปรตอน = จำนวนอิเล็กตรอนกำหนดองค์ประกอบปกติอะตอมของธาตุคือเป็นกลางทางไฟฟ้าหากอิเล็กตรอนจะปล้นจากอะตอม (หรือเพิ่มอะตอม) อะตอมที่มีการแตกตัวเป็นไอออนไอออน = พันธะองค์ประกอบรวมผ่านการออกพันธบัตรในรูปแบบสาร. พันธะเป็นผลมาจากกองกำลังไฟฟ้าระหว่างอะตอม. อิเล็กตรอนนอกสุด (เปลือกนอกสุดพลังงานระดับ) มีส่วนร่วมในการยึดเกาะในช่วงพันธะอะตอมพยายามที่จะเติมเปลือกนอกสุดของระดับพลังงาน (เท่ากับ 8). อิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้องในการยึดเกาะที่เรียกว่าอิเล็กตรอน. อิออนพันธบัตร. หนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งอิเล็กตรอนจะถูกโอนจากอะตอมหนึ่งไปยังอีก. "การแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอน" อะตอมกลายเป็น ไอออนโซเดียมคลอไรด์เป็นตัวอย่าง(Na + และ Cl-) โควาเลนพันธบัตร. หนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งอิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันระหว่างอะตอม "อิเล็กตรอนร่วมกัน" Cl2 เป็นตัวอย่างอะตอมมวล= จำนวนโปรตอน + จำนวนนิวตรอนอะตอมของธาตุเดียวกันโดยทั่วไปมีจำนวนที่แตกต่างกันนิวตรอนในนิวเคลียสและดังนั้นมวลอะตอมที่แตกต่างกัน. อะตอมของธาตุเดียวกันกับตัวเลขที่แตกต่างกันของนิวตรอนที่เรียกว่าไอโซโทปของธาตุที่. Carbon-12 และ Carbon-14 สองไอโซโทปที่สำคัญของคาร์บอน. Carbon-12 มี 6 โปรตอนและ . 6 นิวตรอน (ไอโซโทปที่พบมากที่สุดของคาร์บอน) Carbon-13 มี 6 โปรตอนและ 7 นิวตรอน. Carbon-14 มี 6 โปรตอนและ 8 นิวตรอน. 3.4 โครงสร้างของแร่แร่คือ. อาร์เรย์ได้รับคำสั่งของอะตอม. ผูกมัดทางเคมีแบบฟอร์มผลึกโครงสร้าง. แต่ละแร่มีโครงสร้างผลึกเอกลักษณ์ของตัวเอง. โครงสร้างผลึกเป็นเป็นกลางทางไฟฟ้า. ขอบมีค่าใช้จ่าย. Polymorphs เป็นแร่ธาตุที่แตกต่างกับองค์ประกอบทางเคมีเหมือนกัน. โครงสร้างผลึกที่แตกต่างกัน. คุณสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกัน. เพชรและกราไฟท์เป็นตัวอย่างที่ดี. ทั้งสองจะประกอบด้วย ของอะตอมคาร์บอน. เพชร -. อะตอมคาร์บอนในอาร์เรย์ 3 มิติกราไฟท์- อะตอมคาร์บอนในแผ่นที่จัดขึ้นอย่างอิสระด้วยกัน electrostatically. การเปลี่ยนแปลงเฟส -. การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างกับการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบไม่มี3.5 คุณสมบัติทางกายภาพของแร่. สีมักจะเกิดจากการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบโลหะ (เหล็ก, ทองแดง, ฯลฯ ). บางครั้งการวินิจฉัย; หลายครั้งไม่ได้เนื่องจากสิ่งสกปรกเล็ก ๆ น้อย ๆ สามารถผลิตสี. ริ้ว. สีของผงแร่ของ. หนึ่งจะคิดว่ามันจะเป็นเช่นเดียวกับสีแร่. โลหะแร่ธาตุที่มักจะมีความมันวาวสีแนวที่แตกต่างกัน Hematie เกินไป. ความมันวาว. คุณภาพของแสงที่สะท้อน. Adamantine = เพชรเหมือน. น้ำเลี้ยง = เหลือบ. ไข่มุก. Greasy. มัน. ข้าวเหนียว. Silky เหมือนดิน. โง่. แข็ง. ความต้านทานต่อรอยขีดข่วนหรือรอยขีดข่วน. โมห์สเกลความแข็ง. 1 แป้ง (เท็กซัส). 2 ยิปซั่ม (หญิง). 3 แคลไซต์ (CAN). 4 Fluorite (จีบ). 5 อะพาไทต์ (และ). 6 เฟลด์สปาร์ Othoclase (อื่น ๆ ). 7 ควอตซ์ (ประหลาด). 8 บุษราคัม (สิ่งที่). 9 คอรันดัม (CAN). 10 เพชร (อย) ความหนาแน่น (แรงโน้มถ่วงที่เฉพาะเจาะจง). น้ำหนักของแร่หารด้วยปริมาณที่เท่ากันของน้ำ. แร่ที่มีแรงโน้มถ่วงที่เฉพาะเจาะจงของ 2.7 คือ 2.7 ครั้งตามที่หนาแน่นเป็นปริมาณที่เท่ากันของน้ำ. ทองมีความหนาแน่นของ 19.3 กรัม / cm3. รูปแบบคริสตัล (นิสัย). รูปร่างของผลึกบุคคลหรือคริสตัลเมื่อมันสามารถเติบโตได้ไม่มีข้อ จำกัด ในการเปิดในหินหนึ่ง. สิบสอง, แปดด้านหกเหลี่ยมลูกบาศก์มีดตาราง fiberous ฯลฯความเสียหาย. วิธี . แบ่งแร่แตกหัก: แบ่งสุ่ม. แตกหัก conchoidal: อย่างต่อเนื่องโค้งแตกหัก. ลักษณะของผลึกและแร่ธาตุที่เป็นเนื้อเดียวกัน. แตกแยก. ทำลายพร้อมเครื่องบิน crystallographic ของพันธะเคมีที่อ่อนแอโดยทั่วไป. คุณสมบัติพิเศษ. แม่เหล็ก. คู่หักเห. สองภาพที่เห็น = แคลไซต์ปฏิกิริยาด้วยกรด ("fizzing") แคลไซต์. รส. ตัวอย่าง:. เค็มกลิ่น. ตัวอย่าง:. กลิ่นเหมือนกำมะถันตัวอย่าง: กลิ่นเหมือนคุณอยู่ใกล้ทะเล (เค็ม). รู้สึก.. ตัวอย่าง: สบู่หรือความรู้สึกลื่น 3.6 กลุ่มแร่มีเกือบ 4000 แร่ธาตุ. แร่ธาตุหินขึ้นรูปที่มีความสำคัญมากที่สุดในการธรณีวิทยา. ไม่กี่โหลของเหล่านี้. แปดองค์ประกอบที่โดดเด่น (O, Si, อัลเฟ, Ca, Na, K, Mg). ไม่กี่กลุ่มซิลิเก - ร็อคที่โดดเด่น กลุ่มแร่ -forming ทำไม? ซิลิเกตที่ไม่ได้. - กลุ่มแร่ธาตุรองลงมา แต่โดยทั่วไปทางเศรษฐกิจที่สำคัญที่สุดองค์ประกอบพื้นเมืองออกไซด์ซัลไฟด์ซัลเฟตเฮไลด์คาร์บอเนตไฮดรอกไซฟอสเฟตโครงสร้างซิลิเกต(SiO4) -4 จัตุรมุขซิลิกา. จัตุรมุขซิลิกาเป็นไอออนซึ่งเป็นกลุ่มอาคารพื้นฐานของซิลิเกตที่ ในซิลิเกต, tetrahedra ซิลิกาจะจัดขึ้นร่วมกันโดยไพเพอร์ต่างๆเช่นอลูมิเนียม, เหล็ก, แคลเซียม, โซเดียมโพแทสเซียมและแมกนีเซียม. ประเภทของโครงสร้างซิลิเกต. tetrahedra เดี่ยวในเครือข่าย 3 มิติ (ฟันม้าโอลิเฟลด์สปาร์, ควอทซ์) ฟันม้าโอลิถูกใช้เป็น พลอย Peridot ควอทซ์ใช้สำหรับนาฬิกา (peizeo ไฟฟ้า), กระจกหน้าต่างทำให้ชิปซิลิกอน (ทุกคนเช่นคอมพิวเตอร์?) พลอยกึ่งมีค่า (amythest) โซ่เดียว (กลุ่มไพรอกซีน) spodumene jadeite โซ่คู่ (กลุ่ม amphibole) หยก nephrite แผ่น (Micas และดินเหนียว) สีเคลือบกระดาษปรับ kaopectate อบลงในขนมปัง (มารี) กระดาษ NCR, ดินเหนียวขยายตัว ฯลฯเกลือแร่ซิลิเกต. รูปแบบซิลิเกตร็อคมากที่สุดเมื่อเย็นตัวลงจากหินหนืด (หินหลอมเหลว). อุณหภูมิและสภาพแวดล้อมที่กดดัน และองค์ประกอบทางเคมีของหินหลอมเหลวส่วนใหญ่กำหนดแร่ธาตุที่เกิดขึ้นจริงที่มีการผลิตในระหว่างการตกผลึก ตัวอย่างเช่น: Olivine และ pyroxenes รูปแบบที่อุณหภูมิสูง. รูปแบบผลึกที่อุณหภูมิต่ำกว่า. ซิลิเกตบางรูปแบบในระหว่างการแปรสภาพเช่นโกเมน. แร่ธาตุ ferromagnesian (มาเฟีย) มีเปอร์เซ็นต์ที่ค่อนข้างใหญ่ของเฟและแอนไอออน Mg Olivine, pyroxenes (เช่น augite) แอมฟิโบล (เช่น hornblende), ไมกา biotite Olivine มีไอออนทั้งเฟและแมกนีเซียมที่ได้อย่างอิสระแทนสำหรับอีกคนหนึ่งขึ้นอยู่กับเงื่อนไขในระหว่างการตกผลึก. แร่ธาตุไม่ ferromagnesian (silicic) มีค่อนข้างมากขึ้น Si, อัลนา K ควอตซ์เฟลด์สปาร์ (ทั้ง orthoclase และ plagioclase), ไมกากรุงมอสโก, ดินเหนียว (เช่น kaolinite) Plagioclase มีทั้งนาและไอออน Ca ที่ได้อย่างอิสระแทนสำหรับอีกคนหนึ่งขึ้นอยู่กับสภาพในช่วงตกผลึก. แร่ธาตุไม่ซิลิเกต. องค์ประกอบพื้นเมืองทองเงินทองแดงเงินไฟท์เพชรแพลทินัมออกไซด์ออกไซด์แม่เหล็กซัลไฟด์หนาแน่น: ใช้สำหรับกำมะถัน; ทำให้แร่เหล็กที่ไม่ดีchalcopyrite: แร่ทองแดงหลักแร่เงินฝากทองแดง Porphyry คาร์บอเนตแคลเซียมคาร์บอเนต: ใช้ในการทำซีเมนต์ที่จะถูกเพิ่มทรายกรวดและน้ำที่จะทำให้คอนกรีตโดโลไมต์: เดียวกันซัลเฟตยิปซั่ม: ใช้ในการทำแผ่นผนังปูนปั้นปูนดิน การแก้ไขแก้วผลึกน้ำมันสารเติมแต่งเจาะX-Rays เฮไลด์halite: เงินเดือน ปรุงรส, สารกันบูดอาหารเกลือถนนจัดเก็บเอกสารfluorite: เหล็กและอลูมิเนียมกลั่นไฮดรอกไซอะลูมิเนียมอลูมิเนียมแร่หิน(ไม่เพียงแร่) ฟอสเฟตอะพาไทต์ (CA5 (PO4) 3 (OH, Cl, F); เพื่อ decieve) ฟัน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

วัสดุโลกบทที่ 3

3.1 แร่ธาตุ : การสร้างบล็อกของหิน
ร็อค - รวมหนึ่งหรือมากกว่าแร่ธาตุ

แร่ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ

อนินทรีย์ที่เป็นของแข็ง
โครงสร้างภายในเป็นระเบียบ ( อะตอมการจัดในรูปแบบผลึก ; แน่นอน )
แน่นอนองค์ประกอบทางเคมีที่อาจแตกต่างกันภายในขอบเขตที่กำหนดและเขียนเป็นสูตร
ทำไมศึกษาแร่ธาตุ ?
ทรัพยากร
การสร้างบล็อกของหิน
3.2 แร่ธาตุสารประกอบทางเคมีที่ประกอบด้วยอะตอมของธาตุต่างๆ
แร่ธาตุสารประกอบทางเคมีที่ประกอบด้วยอะตอมของธาตุมากกว่า
สารประกอบทางเคมีการเปลี่ยนแปลงสมบัติทางกายภาพ 3.3 โครงสร้างอะตอม

สร้างบล็อกของอะตอม
นิวเคลียส - ภาคกลางหนาแน่นของอะตอม
โปรตอน - ประจุบวก หนึ่งหน่วยของมวล
- อนุภาคนิวตรอนเป็นกลาง ;หนึ่งหน่วยของมวล
ระดับพลังงานหอย - เมฆอิเล็กตรอนที่แตกต่างกัน ( ไม่ต่อเนื่อง ) ระยะทางจากนิวเคลียส
อิเล็กตรอน - ประจุลบ ; กระจอกมวล ( 0.00067 อามุ ) ; โคจรรอบนิวเคลียส
หอยแต่ละตัวสามารถมีเพียงจำนวนหนึ่งของอิเล็กตรอน
อิเล็กตรอนมากขึ้น เพิ่มระดับพลังงานหอย
= จำนวนโปรตอน = จำนวนอิเล็กตรอนในอะตอม

กำหนดองค์ประกอบ