kalsit Elmas Pirit Ametist Beril (zümrüt)

Transkript

1 Mineraller

2

3 kalsit Elmas Beril (zümrüt) Pirit Ametist

4 Elementlerin Periyodik Tablosu En dış elektronu kaybetme eğilimi Atom numarası Element simgesi Atom ağırlığı Metaller Geçiş metalleri Non-metaller Asal gazlar Elektronları paylaşarak en dış yörüngeyi doldurma eğilimi Elektron kazanarak en dış yörüngeyi doldurma eğilimi Asal gazlar Element adı Lantinid Serisi Aktinid serisi Elektron kaybetme eğilimi

5 Elementlerin yerkabuğundaki bolluk oranları Oksijen Silis Alüminyum Demir Kalsiyum Sodyum Potasyum Mağnezyum Diğerleri All others: 1.5%

6 Atom Element Bileşik Mineral Kayaç (en küçük) Bakır-Demir Sülfid Mineralleri (en büyük) Doğal Sülfür Kovellit Atomik % Py Pirit Dg Dijenit Po Pirotit Cc Kalkosit Doğal Bakır Cp Kalkopirit Doğal Demir Bn Bornit

7 Atomun Yapısı Atomu oluşturan parçacıklar Protonlar: pozitif (+) yüklü Nötronlar: nötr (yüksüz) Elektronlar: negatif (-) yüklü Protonlar + nötronlar atomun çekirdeğini oluşturur. Çekirdeğin etrafındaki yörüngede yer alan elektronların oluşturduğu eksenler orbitaller veya enerji-seviyesi kabukları olarak adlandırılır.

8 Atomun Yapısı çekirdek Yüksek hızlı elektronlar (- yüklü) Nötronlar (yüksüz) Protonlar (+ yüklü)

9 Atomun Yapısı Aynı elementin atomları: Protonlarının sayısı aynıdır (yani aynı atom numarasına sahiptirler) Nötron sayıları farklı olabilir (izotoplar olarak adlandırılır) Farklı sayıda elektrona sahip olabilirler. İyon Bir atomun elektron kazanmış veya kaybetmiş halidir.

10 Atomun Yapısı Elektronlar Çekirdek Sodyum Klor Sodyum (Na) atomu 1 elektron kaybeder (pozitif yüklü hale gelir) Klor atomu 1 Elektron kazanır (negatif yüklü hale gelir)

11 Atomun Yapısı İyon Türleri: Katyonlar 1 elektronun kaybı pozitif (+) yüklü hale gelmesine yol açar. Anyonlar 1 elektronun kazanılması negatif (-) yüklü hale gelmesine yol açar. Örnek: Na + (katyon) Cl (anyon) NaCl Kimyasal bileşik (sofra tuzu)

12 Bileşikler Tanım: Bir kimyasal bileşik belli oranda elementin birleşiminden oluşur. Örnek: NaCl H 2 O Bir bileşiğin en küçük miktarı bir molekül olarak adlandırılır. Moleküller kimyasal bağlar ile birarada tutulurlar.

13 Kimyasal Bağlar Kimyasal bağlar: İki veya daha fazla elementi biraraya getirerek bir bileşik oluşturur. Elektronların atomlar arasında dağıtılması ile gelişir. Bağlanmış bir atomda elektron kaybı, elektron kazanımı yada elektronların ortak kullanımı söz konusudur. 4 tip bağ mevcuttur: iyonik kovalent metalik van der Waals

14 Elementlerin Periyodik Tablosu En dış elektronu kaybetme eğilimi Atom numarası Element simgesi Atom ağırlığı Metaller Geçiş metalleri Non-metaller Asal gazlar Elektronları paylaşarak en dış yörüngeyi doldurma eğilimi Elektron kazanarak en dış yörüngeyi doldurma eğilimi Asal gazlar Element adı Lantinid Serisi Aktinid serisi Elektron kaybetme eğilimi

15 Bağlar İyonik bağlar: Elektronlar iyonların birbirini çekmesini sağlayacak şekilde atomlar arasında transfer edilir. (örn. NaCl) elektronlar çekirdek Sodyum (Na + ) Klor (Cl - ) Na + Cl

16 Bağlar İyonik bağlar: Zıt yüklenmiş iyonların birbirini çekmesine göre düzenlenmiştir. Bağlar orta derecede güçlüdür (tuz su içinde çözünür). Klor iyonu Sodyum iyonu

17 Bağlar Kovalen bağlar: Elektron transferi yerine en dış yörüngedeki elektronların paylaşımı ile kurulan bağlardır. Kimyasal bağlar içinde en güçlü olandır ve elektron alıp vermeye meyilli olmayan elementler arasında (C, Si, S, Pb gibi) kurulur. En basit kovalen yapı elmasda görülür.her bir C (karbon) atomu, diğer 4 atom ile çevrelenerek birer çift elektronu paylaşarak duraylı dolu bir dış zarfa sahip olur ve tetrahedron yapısı oluşturur. Paylaşılan elekron çiftleri Chlorine gas molecule, Cl 2 Klor gaz molekülleri Karbon atomları Güçlü bağlar Elmas Elmas

18 Bağlar Metalik Bağlar: Metalik elementlerin yapı biriminde atom çekirdeğinin çekirdek etrafındaki elektron bulutunun yarattığı toplam yük ile bağlanması ile oluşmaktadır.bu şekilde elektronlar yapı içinde ve dışında bağı bozmadan serbestçe hareket ederler, bu nedenle de iyi iletkendirler, daha az gelişir. (örn. bakır, altın, gümüş) Altın, Au

19 Bağlar Van der Waals bağları:bu tür bağlar iyonlar ve atomlar arasında oluşan en zayıf bağ türüdür. Nötr atomlar ve moleküller arasındaki zayıf elektrik çekimi ile kurulur.yaygın olarak katılaşmış gazlarda ve organik bileşiklerde görülmekle birlikte, görüldükleri minerallerde bağların olduğu zonlar zayıflıkları nedeniyle klivaj (dilinim) düzlemleri oluşturur. örnekler: grafit, mikalar Karbon atomları Güçlü bağlar Zayıf bağlar Grafit Grafit

20 Mineraller Bir mineralin tanımı: doğal olarak oluşan inorganik katı karakteristik bir kristal yapısına sahip (yani tekrarlayan 3-Boyutlu geometrik şekle sahip) belirli bir kimyasal bileşime sahip. Bir kayanın tanımı: Minerallerin katı yığışımı (karışımı)

21 Mineraller, belirli bir kimyasal bileşime sahip doğal oluşumlardır. Katı kristalli bir yapıları vardır. Genellikle inorganiktirler. Mineraller, eriyiklerin katılaşması ve kristalleşmesi yoluyla oluşurlar. Örneğin mağmanın soğuması sonucu eriyikler kristalleştiğinde mineralleşme başlar. Bir başka mineral oluşumu ise sıvının içerisinde yer alan elementlerin, sıvının buharlaşması sonucunda kristalleşmesi ile gerçekleşir. Mineralleri meydana getiren Kristalizasyon, atomların uygun dizilimler ile üç boyutlu olarak birbirleriyle bağlanması işlemine denilir. Kristalizasyon, bir ilksel mikroskobik kristalin oluşumu ile başlar. Kristalin dışı doğal olarak oluşmuş düz yüzeylere sahiptir. Bunlara kristal yüzeyleri adı verilir. Bir kristalin dış yüzeyi, içsel atomik dizilişinin bir görüntüsüdür. Kristalizasyon sırasında, oluşan mikroskobik kristal büyür. Kristal büyüklüğünü etkileyen faktörler, yavaş ve düzenli gelişimi ile kristalin gelişebileceği yeterli boşluğun olmasıdır. Bu koşulların yeterli olması kısıtlı olduğundan büyük kristaller nadiren bulunurlar.

22 ATOMDAN KAYAÇLARA OLUŞUM DÜZENİ Atomdan kayaçlara Atomlar Oksijen Silis Kristal (mineral) Kayaç (kumtaşı) Kayadan kristaller görülebilir. Sedimenter kaya Molekül tabakaları Kayaçların çoğu çok farklı minerallerin biraraya gelmesinden oluşur. Ancak bazı kayaçlar tek bir mineralin yığışımından da oluşabilmektedir.

23 Mineral Tanımlamaları Kayaç oluşturan (kayaç yapıcı) mineraller Kayaçların oluşumu sırasında gelişen ve bolluk oranları ve bulunuş sıklıkları açısından en önemli kayaç oluşturan mineral gruplarıdır. Yer kabuğunda bulunan kayaçların çoğu ~30yaygın mineralden oluşur. Esas olarak hemen hemen 8 element kabuğun % 98 gibi bir kısmını oluşturur. Tali (iz) mineraller - Kayaçların bünyesinde yer almalarına karşılık yığışımları (konsantrasyonları) veya bulunuş sıklıkları oldukça düşüktür. İkincil (sekonder) mineraller - Kayacın oluşumu sırasında gelişen birincil (primer) minerallerden farklı olarak oluşumundan sonra alterasyon veya metamorfizma süreçleri ile ardıl olarak oluşmuş minerallerdir.

24

25 Minerallerin Fiziksel Özellikleri Renk: En belirgin özelliktir, fakat genellikle yanıltır. Aynı mineralin farklı renkleri saflık derecesinden kaynaklanır. Örnek: Kuvars

26 Minerallerin Fiziksel Özellikleri Çizgi Rengi: Çizgi Bir mineral tozunun bıraktığı renk (genellikle metalik mineraller için kullanılır) Bir mineralin sırlanmamış porselen üzerinde bıraktığı çizgi rengidir. Örnek: Hematit

27 Minerallerin Fiziksel Özellikleri Parlaklık: Bir mineral yüzeyinin ışığı nasıl yansıttığı ile ölçülür. İki ana türü vardır: Metalik parlaklık Metalik olmayan parlaklık (Non-metalik parlaklık) Metalik örnek: Galen Metalik olmayan örnek: Ortoklas

28 Metalik olmayan mineral Metalik mineral

29 Minerallerin Fiziksel Özellikleri Sertlik: Bir mineralin çizilmeye karşı direncidir. Mohs Sertlik Skalası ile ölçülür. Göreli bir skaladır ve 10 mineralden kuruludur. Talk-1 Jips-2 Kalsit-3 Fluorit-4 Apatit-5 Ortoz-6 Kuvars-7 Topaz-8 Korund-9 Elmas-10.

30 Mohs Sertlik Skalası En sert (10) Elmas En yumuşak (1) Talk Elmas Korund Kesin sertlik değerleri Yaygın objelerin sertliği: -Tırnak (2.5) -Para(3.5) -Cam(5.5) Topaz Kuvars Ortokla s Apatit Fluorit Kalsit Jips Talk Gösterge mineraller Mohs skalası Seramik cam çakı Bakır para Tırnak maddeler

31 Minerallerin Fiziksel Özellikleri Kristal Şekli (veya form): Bir mineralin iç atom yapısının dışa vurumudur. Düzlemsel yüzeyler kristal yüzleri olarak adlandırılır. Her mineralin kristal yüzleri arasındaki açılar sabitdir. Kuvars Pirit

32 Minerallerin Fiziksel Özellikleri Klivaj ve Kırıklar: Bir mineralin kırılma şeklidir. Klivaj: bir mineralin zayıflık düzlemleri boyunca kırılma eğilimidir. Klivaj göstermeyen minerallerde kırılmadan söz edilir. Klivaj düzlemleri kristal yüzeyleri ile karıştırılmamalıdır. Kristal yüzeyleri mineralin yüzeyinden gözlenir ve mineral kırıldığında tekrarlanmaz.

33 Mineral Klivajı ve Kristal şekilleri kübik 3 yönlü klivaj, 6 yüzey ve yüzeyler arasında dik açı oktahedral 4 yönlü klivaj, 8 yüzey dodekahedral 6 yönlü klivaj, 12 yüzey Bazal 1 yönlü klivaj, 2 yüzey

34 Minerallerin Fiziksel Özellikleri Klivaj (1 ve 2 yönde): Klivaj yönü sayısı Görünüm Klivaj yönünün gösterimi Örnek Örnek: mika

35 Minerallerin Fiziksel Özellikleri Klivaj (2 yönde): Klivaj yönü sayısı Görünüm Klivaj yönünün gösterimi Örnek 90 o de 2 ortoklas 90 o de 2 amfibol

36 Minerallerin Fiziksel Özellikleri Klivaj (3 yönde): Klivaj yönü sayısı Görünüm Klivaj yönünün gösterimi Örnek halit 90 o de 3 kalsit 90 o de 3

37 Minerallerin Fiziksel Özellikleri Klivaj (4 yönde): fluorit Klivaj yönü sayısı Görünüm Klivaj yönünün gösterimi Örnek

38 Minerallerin Fiziksel Özellikleri Kırılma: Klivaj göstermeyen minerallerin kırılmasından söz edilir. yumuşak, eğri yüzeyli gibi Kuvars tanımlamalar ile camsı bir mineralin kırılması tanımlanır: konkoidal kırılma

39 Minerallerin Fiziksel Özellikleri Yoğunluk (Spesifik Gravite): Bir mineralin ağırlığının aynı miktardaki suyun ağırlığına bölünmesi ile elde edilir. Metalik mineraller genellikle metalik olmayan (non-metalik) minerallerden daha yüksek yoğunluğa sahiptir. Galen SG=7.5 Kuvars SG=2.67

40 Minerallerin Fiziksel Özellikleri Hidroklorik asit ile reaksiyon (kalsit köpürür) tat (halit tuz tadı verir) Diğer özellikler: dokunma (talk sabunumsu, grafit yağımsı his verir.) manyetizma (magnetit mıknatısı çeker)

41 Mineral Sınıflaması Mineraller kimyasal bileşimleri ve kristal yapıları esas alınarak sınıflandırılırlar.

42 Mineral Grupları-Mineral Sınıflaması Egemen anyon veya katyona göre sınıflanır. İkincil olarak iç mineral yapısına göre sınıflanır. Doğal Element tek elementler; örn. Au Sülfidler S 2- Oksitler (O 2- ) Hidroksitler (OH) Halitler Cl -, F -, Br - Karbonatlar (CO 3 ) 2- Sulfatlar (SO 4 ) 2- Fosfatlar (PO 4 ) Silikatlar 1.Nezosilikatlar, diğer adıyla İzole/Ada Silikatları 2.Sorosilikatlar veya diğer adıyla Çiftli Silikatlar 3.Siklosilikatlar veya diğer adıyla Halka Silikatları 4.İnosilikatlar veya Zincir Silikatları (tek ve çift zincir) 5.Fillosilikatlar veya diğer adıyla Levha Silikatları 6.Tektosilikatlar veya diğer adıyla Çerçeve Silikatları Nitratlar, Boratlar, Tungstatlar, Molibdatlar, Arsenatlar, Vanadatlar...

43 Kristal yapıları Kristal yapıları iyonların yüküne ve boyutlarına bağlı olarak gelişen kristal şekilleridir. En yaygın mineral grubu silikatlardır. Bütün silikat mineralleri silis ve oksijen içerir. 1. Mafik silikat mineralleri demir (Fe) veya mağnezyum (Mg) içerir ve renkleri koyudur. Örnekler: olivin, proksen, amfibol ve biyotit mika 2. Felsik silikatlar demir (Fe) veya mağnezyum (Mg) içermezler ve açık renklidir. Örnekler: feldspat, kuvars, kil mineralleri, muskovit mika Mafik (koyu renkli) ve felsik (açık renkli) terimleri renk indisine göre verilen tanımlamalardır. Kayaları da tanımlamak amacıyla kullanılır.

44 Mafik silikat Felsik silikat

45 Mineral Grupları Silikatlar Silikatlar Tetrahedron Tetrahedron tüm silikat minerallerinin en küçük yapı taşıdır.4 oksijen iyonu daha küçük silis iyonunu çevreler. Si ve O elementleri en dış yörüngelerindeki elektronik duraysızlık nedeniyle, elektron alış verişi yaparak birbirine kenetlenir. Si ve O arasındaki bağlar % 40 İyonik, % 60 kovalent dir Ayrıca, kovalent bağlı SiO2 bileşeni, SiO4-- e yükseltgenerek daha kararlı bir yapıya dönüşür. Silika-oksijen tetrahedronu (SiO 4 ) 4-

46

47 Tekli tetrahedral yapı Katyonlar tetrahedra içinde bağlantı oluşturur.oksijen paylaşımı olmaz. örn. Olivin ve granat Tek zincir silikatları Komşu tetrahedra komşu tetrahedra nın 2 oksijen atomunu paylaşarak bir zincir oluşturur. örn. proksenler Çift zincir silikatları İki zincir oksijenleri paylaşarak bağ oluşturur. örn. amfiboller Levha silikatları Her bir tetrahedron komşu tetrahedrondaki oksijen atomlarının 3 ünü paylaşarak levhaları oluşturur. örn. mikalar, biyotit (mafik) ve muskovit (mafik olmayan) ve kil mineralleri, Çerçeve silikatları Her bir tetrahedron daki her bir oksijen paylaşılır ve 3-boyut oluşturur. örn. feldspat, kuvars

48 Tek li tetrahedron Mineral Grupları Tek zincirler Silikatlar Çift zincirler Üç boyutlu ağlar Levhalar

49 Mineral Grupları Silikatlar Olivin Grubu Koyu silikatlar (Fe-Mg) ferromağnezyen Tekli tetrahedron (Mg,Fe) 2 [SiO 4 ] Klivaj içermez.

50 Mineral Grupları Silikatlar Proksen Grubu Ferromağnezyen / koyu silikatlar (Fe-Mg) Tek zincir 2-yönlü klivaj (90 derece açılı) Ojit

51 Mineral Grupları Silikatlar Amfibol Grubu Ferromağnezyen / koyu silikatlar (Ca, Fe-Mg) Çift zincir 2-yönlü klivaj (90 derece olmayan) Hornblend

52 Mineral Grupları Silikatlar Mika Grubu ve Kil Mineralleri Hafif silikatlar (K, Al) non-ferromağnezyen Levhalar Muskovit 1-yönlü klivaj

53 Mineral Grupları Silikatlar Feldspat Grubu Hafif silikatlar (K-Na-Ca, Al) En yaygın mineral grubu K-feldspat 3-boyutlu ağlar Ortoklas(ortoz) Plajiyoklas 2-yönlü klivaj (90 derece) Ca/Na-feldspat

54 Mineral Grupları Silikatlar Kuvars Hafif silikatlar (saf SiO 2 ) 3-boyutlu ağlar Klivaj yok (konkoidal kırılma) sert, ayrışmaya dayanıklı Kuvars

55 Yaygın bulunan silikat olmayan mineraller ve kullanım alanları Fluorit diş macunu katkısı olarak kullanılır. Kalsit -- kalsiyum karbonat Kireçtaşının ana maddesi Dolomit -- kalsiyum magneziyum karbonat, çimento katkısı ve kireç Jips -- kalsiyum sülfat, dolgu maddesi olarak Galen -- kurşun sülfid, kurşun cevheri eldesinde Pirit -- demir sülfid, sülfirik asit eldesinde Halit -- sodium klorür (sofra tuzu), en yaygın tuz oluşumu

56 Granit (kaya veya kayaç) kuvars (mineral) hornblend (mineral) feldspat (mineral)

57 Apatit Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH, Cl,F) -hekzagonal sistem -prizmatik şekil