Fyzikální vlastnosti nerostů

Fyzikální vlastnosti minerálů jsou přímým důsledkem jejich chemického složení a krystalové struktury. Část fyzikálních vlastností můžeme určit pouhým okem nebo velmi jednoduchými metodami a zkouškami. Takové vlastnosti jsou velmi důležité při poznávání minerálů v terénu nebo při předběžném určování v laboratoři. Některé fyzikální vlastnosti minerálů lze stanovit pomocí složitějších zkoušek nebo je zapotřebí speciálních přístrojů. Takové vlastnosti se určují ve specializovaných laboratořích.

Mechanické vlastnosti minerálů

• ŠTĚPNOST – je definována jako krystalograficky orientované minimum soudržnosti nebo také vlastnost minerálu lámat se paralelně s určitou rovinou atomů. Štěpnost je úzce svázána s anizotropií vazebných sil, směr štěpnosti je závislý na nejslabších vazbách ve struktuře minerálu. Na krystalech lze pozorovat plochy štěpnosti.

  • velmi dokonalá

  • dokonalá

  • dobrá

  • nedokonalá

  • velmi nedokonalá

  • chybějící

Obr. 1: Příklad dvojlomu – zdvojení paprsku světla procházejícího krystalem kalcitu (tzv. islandského vápence)

• LOM – při porušení soudržnosti krystalické látky, v jejíž struktuře nejsou žádná minima soudržnosti, nevznikají plochy štěpnosti, ale tvoří se lomné plochy. Porušení soudržnosti lomem je charakteristické pro amorfní minerály. Podle tvaru lomných ploch lze rozlišit tři hlavní druhy lomu:

  • lom lasturnatý - hladký, zahnutý lom ve tvaru lastury,

  • rovný lom,

  • lom nerovný nebo nepravidelný - tvořen je drsnými a nepravidelnými plochami.

Obr. 2: Lasturnatý lom je charakteristický i pro některá vulkanická skla, např. obsidián

Obr. 3: Tento vzorek chalkopyritu slouží jako ukázka nerovného lomu. Má hrubou a nerovnou lomnou plochu bez známek pravidelné struktury

• TVRDOST – tvrdost vyjadřuje míru odolnosti povrchu minerálu vůči pronikání cizího předmětu (značí se H nebo T). Při vyhodnocování tvrdosti sledujeme reakci povrchu krystalu na působící tlak bez vzniku poruch. V kovových krystalech je výsledkem (vzhledem k jejich plasticitě) rýha. Křehké materiály s kovalentní a iontovou vazbou mohou na test tvrdosti reagovat vznikem mikroporuch. Relativní stupeň tvrdosti je založen na srovnávání, zda minerál rýpe do jiného, nebo zda odolává rýpaní např. nožem nebo drátem. K určování tvrdosti se tradičně používá Mohsova stupnice tvrdosti.

Obr. 4: Mohsova stupnice tvrdosti

Optické vlastnosti minerálů

• LOM SVĚTLA A ODRAZ SVĚTLA

• Lom a odraz světla nastává na rozhraní dvou prostředí, která mají odlišné vlastnosti indexy lomu. Index lomu označuje, jakou rychlostí se světlo šíří v daném prostředí nebo materiálu Při přechodu z jednoho optického prostředí do druhého dochází ke změně rychlosti světla. V opticky hustším prostředí se šíří světlo pomaleji než v prostředí opticky řidším. Prochází-li světlo z prostředí opticky řidšího (např. vzduch nebo vakuum) do prostředí opticky hustšího (např. sklo nebo minerál), část světla se odrazí (reflexe) a část prochází, avšak pod jiným úhlem, než pod jakým paprsek světla na rozhraní dopadl (refrakce – lom světla).

• BARVA A LESK MINERÁLŮ

• Barva minerálů je většinou způsobena pohlcením určitých vlnových délek světla dopadajícího na jejich povrch. Podle příčin barevnosti lze minerály rozdělit do čtyř skupin:

  • achromatické (bezbarvé) minerály,

  • idiochromatické (barevné) minerály,

  • alochromatické (zbarvené) minerály,

  • pseudochromatické minerály (zdánlivě barevné) minerály.

• Lesk je vlastnost povrchu minerálu, která vyjadřuje jeho chování v odraženém světle. Rozhodujícím kritériem je převažující typ vazby v minerálu. Dopadající světlo je zpravidla zcela pohlceno (opakní minerály), ale jeho podstatná část je reemitována ve viditelné oblasti. Výsledkem je lesk povrchu minerálu, který označujeme jako kovový. U minerálů průhledných nebo průsvitných převažují vazby iontové nebo kovalentní, část světla minerálem prochází a pouze určitá část je pohlcena a ještě menší část reemitována ve viditelné oblasti. Obecně se lesk ploch takových minerálů označuje jako nekovový. Množství reemitovaného světla může být u různých minerálů rozdílné, a tak se nekovový lesk dělí ještě dále na:

  • diamantový – silný lesk minerálů zpravidla s indexem světelného lomu větším než 1,9,

  • skelný – odpovídá lesku skla, je typický pro většinu minerálů,

  • mastný – připomíná lesk mastného papíru,

  • perleťový – zpravidla se objevuje na plochách dokonalé štěpnosti,

  • hedvábný – je typický pro vláknité agregáty.

Hustota

Hustotu minerálu lze definovat jako číslo, které udává kolikrát je určitý objem minerálu těžší než stejný objem destilované vody při 4° C. V mineralogii hustotu označujeme písmenem h. Většina horninotvorných minerálů má hustoty v rozpětí 2,5 - 3,5. Hustota minerálů závisí na jejich chemickém složení a struktuře. Hustota minerálů obecně vzrůstá s obsahem prvků o vysoké atomové hmotnosti (např. olovo, rtuť, stříbro), relativně velmi nízkou hustotu mají minerály obsahující vodu.