| Magnetna simetrija | Feromagnetni, ferimagnetni in antiferomagnetni kristali vsebujejo urejen nabor spinskih
magnetnih momentov, katerih smer in urejenost v kristalni strukturi lahko določimo z
nevtronsko difrakcijo. Zato moramo razširiti koncept simetrijskih elementov in vključiti
komplementarne operacije.
Komplementarna ravnina simetrije;
komplementarne osi simetrije.
32 točkovnih grup → 122 magnetnih toč. gr.
230 prostorskih grup → 1651 magnetnih pros. gr. |
| Magnetna simetrija | Feromagnetni, ferimagnetni in antiferomagnetni kristali vsebujejo urejen nabor spinskih
magnetnih momentov, katerih smer in urejenost v kristalni strukturi lahko določimo z
nevtronsko difrakcijo. Zato moramo razširiti koncept simetrijskih elementov in vključiti
komplementarne operacije.
Komplementarna ravnina simetrije;
komplementarne osi simetrije.
32 točkovnih grup → 122 magnetnih toč. gr.
230 prostorskih grup → 1651 magnetnih pros. gr. |
| Magnetna simetrija | Feromagnetni, ferimagnetni in antiferomagnetni kristali vsebujejo urejen nabor spinskih
magnetnih momentov, katerih smer in urejenost v kristalni strukturi lahko določimo z
nevtronsko difrakcijo. Zato moramo razširiti koncept simetrijskih elementov in vključiti
komplementarne operacije.
Komplementarna ravnina simetrije;
komplementarne osi simetrije.
32 točkovnih grup → 122 magnetnih toč. gr.
230 prostorskih grup → 1651 magnetnih pros. gr. |
| FIZIKALNE LASTNOSTI
- | odvisne so od strukture, kemične sestave, vrste in pogostnosti morebitnih napak/defektov
v strukturi
- pomagajo pri prepozvanju
- fizikalne lasnosti so lahko:
- neodvisne od smeri v kristalu (temperatura, okus, vonj...)
- odvisne od smeri v kristalu (trdota...) |
| Izotropni kristali – | fizikalne lastnosti se ne spreminjajo s smerjo v kristalu |
| Anizotropni kristali – | določene fizikalne lastnosti se spreminjajo s smerjo v kristalu |
| Fizikalne lastnosti neodvisne od smeri v kristalu | Gostota in specifična teža
Gostota je po definiciji masa snovi na volumsko enoto: ρ = m/V
Primer: kremen: m = 79,5g
V = 30cm3
ρ = 2,65g/cm3
Specifična teža (G) je gostota deljena z gostoto vode pri 4°C.
Okus
Okus lahko ugotovimo pri kristalih, ki so topni v vodi. Jezik reagira z določenimi
aromatičnimi faktorji v kristalu in dražljaji se prenašajo v možgane, kjer zaznamo "okus".
Vonj
Vonj zaznamo pri kristalih, kjer so molekule na površini kristala vezane le s šibkimi Van
der Waalsovimi silami, ki jih termalne vibracije že pri sobni temperaturi lahko pretrgajo.
Večina mineralov ima dovolj močne vezi, da nimajo vonja, razen če jih segrejemo do
razpada ali izgorevanja. |
| Fizikalne lastnosti odvisne od smeri v kristalu | Lom
- ob udarcu razpade vzdolž ukrivljenih ali nepravilnih ploskev (kristali nimajo izrazitih
ploskev šibkosti v kristalni strukturi)
- glede na obliko robov in površin ločimo:
- školjkast (polkrožen, gladek)
- nepravilen
- nazobčan
- iverast
- brez jasne povezave s kristalografskimi osmi |
| Fizikalne lastnosti odvisne od smeri v kristalu | Razkolnost
- kristal se cepi (deli) vzdolž ploskev šibkosti
- običajno se lomijo vzdolž kristalografskih strukturnih ploskev (ll atomskim ravninam), med
katerimi so šibkejše vezi = razkolne ploskve
- razkolne ploskve so vzporedne možnim kristalnim ploskvam s preprostimi Millerjevimi
indeksi
- kadar ima kristal dobro razkolnost vzporedno eni ploskvi lika, velja enako tudi za preostale
ploskve istega lika
- oblika je odvisna od kristalne strukture kristala
razkolnost po {100} → kocka v kubičnem sistemu
razkolnost po {100} → pinakoid v ortorombskem sistemu |
| - stopnje razkolnosti | - odlična ali popolna – sljude
- dobra – kalcit
- jasna – glinenci
- slaba ali šibka – žveplo
- odsotna (brez razkolnosti) – kremen |
| Fizikalne lastnosti odvisne od smeri v kristalu | Prožnost
Večina mineralov je krhkih – pod udarcem se zdrobijo, redki (kovine in nekateri sulfidi)
so kovni – pod udarcem se sploščijo.
Material, ki ga lahko razvlečemo v tanko žico je duktilen/plastičen, rezljiv, kadar ga
lahko z nožem narežemo v tanke ostružke (halkozin), elastični material se povrne v
prvotno lego, če ga ukrivimo, upogljiv, kadar se upogne ali ukrivi, vendar se po
prenehanju delovanja sile ne povrne v prvotno obliko (lojevec, sadra).
Trdota
- odpornost na razenje (Mohs-ova trdota)
- odpornost na vtiskanje pod določenim stalnim pritiskom (trdota vtiskanja)
- odpornost na vtiskanje pod trenutnim pritiskom (udarcem) |
| Mohs-ova trdotna lestvica | Lestvica je relativna, pove nam le, ali je en mineral trši od drugega; med posameznimi
enotami razlika v trdoti ni enaka.
1 – lojevec
2 – sadra
3 – kalcit
4 – fluorit
5 – apatit
6 – ortoklaz
7 – kremen
8 – topaz
9 – korund
10 – diamant |
| Trdota | Možnost deformacije s translacijskim zdrsom ali drsnim dvojčičenjem niža trdoto in zveča
kovnost in duktilnost materiala.
V kovinah so drsne deformacije najpogostejše vzdolž ravnin z gostim zlogom.
V kristalih s kubičnim gostim zlogom so take ravnine vzporedne ploskvam oktaedra {111}, v
kristalih s heksagonalnim gostim zlogom le ena vzporedna pinakoidu {0001}, v telesno
centriranih kristalih pa takih ravnin ni.
Kovine s kubičnim gostim zlogom (baker, zlato, srebro, nikelj, γ-železo in α-kobalt) so
mehkejše in bolj kovne od tistih s heksagonalnim gostim zlogom (krom, vanadij, volfram,
molibden, α- in β- železo, β-kobalt).
Trdota trdnih raztopin je običajno nekoliko višja od trdote končnih členov. |
| Polprevodniki | Pravi polprevodniki so materiali, pri katerih so valenčne ovojnice zapolnjene, vendar je
energijski nivo višje ovojnice dovolj nizek, da lahko ob termalni stimulaciji valenčni elektroni
preskočijo na višji en. nivo in tako potujejo skozi kristal. Na mestu, ki ga je prej zasedal
elektron nastane praznina (hole).
Polprevodniki zaradi primesi prevajajo elektriko zaradi prisotnosti tujih atomov ali ionov na
intersticijskih ali substitucijskih mestih v trdni raztopini.
Ti atomi vsebujejo elektrone, ki
- ne sodelujejo v vezeh,
- zasedajo energijske nivoje blizu nivoja prevodnosti primarnih atomov. |
| Termalne lastnosti | Toplotna prevodnost
Toplotna razteznost
Pri povečanju temperature večina trdnih snovi spremeni dimenzije ali obliko.
To spremembo imenujemo temperaturno raztezanje ali dilatacija.
Pri ohlajanju so spremebe obratne.
Toplotni koeficient raztezka (α[uvw]
) v smeri [uvw] je delež raztezka v smeri [uvw]
pri spremembi temperature za 1°C.
Kalcit: dvig T za 1o pri 40oC - 1cm (c) → 1.000025 cm c(40) = 25 X 10-6
1cm (a) → 0.999994cm a(40) = -6 X 10-6
Vrednosti termalnega koeficienta
ekspanzije za kalcit, merjene vzdolž ain c- osi pri različnih temperaturah |
| Magnetne lastnosti | Magnetnost
Delci z nabojem s svojim gibanjem ustvarijo magnetno polje
Magnetnost
- sposobnost minerala, da privlači magnet
- minerali, ki vsebujejo Fe
- uporabna lastnost za separacijo mineralov z magnetnim separatorjem
Šibko magnetni minerali so Ne-Fe minerali in Fe paramagnetni minerali
Močno magnetni minerali Fe-Ti oksidi in Fe-sulfidi.
Enota za magnetni moment atoma je Bohr-ov magneton (=0,92732 X 10-23 Am2
) – prispevajo
le elektroni, ki niso v paru (3d orbital).
Ioni, ki v kristalni strukturi močno zvišajo vpliv magnetnega polja na kristal:
Fe3+, Mn2+, Fe2+, Mn3+, Mn4+, Cr3+, Co2+, Ni2+, Cu2+
. |
| Vrste magnetnosti | diamagnetnost: mineral brez Fe, ki jih močan magnet v svojem polju odbija; pojavi se
zaradi para elektronov nasprotnih spinov v orbitali
- paramagnetnost: minerali z Fe, ki jih močan magnet v svojem polju privlači; je
sposobnost naključno orientiranih magnetnih momentov znotraj kristala, da se usmerijo
vzporedno pod vplivom magnetnega polja.
- feromagnetnost: mineral deluje kot permanentni magnet, privlači majhen ročni magnet
(magnetit (Fe3O4
) in pirotin (FeS)); določeni materiali znotraj magnetnega polja lahko
razvijejo magnetno polje, ki je millijonkrat močnejše od polja, ki ga razvijejo paramagnetni
minerali. Sosednji elektroni imajo vzporedni spin. Kristal ostane magneten tudi, ko
magnetno polje odstranimo.
- antiferomagnetnost: v antiferomagnetnih materialih imajo sosednji elektroni nasprotni
spin; makroskopski magnetni momemnt je 0; pri določeni T nasprotni spin sosednjih
elektronov izgine in material postane paramagneten.
- ferimagnetnost: antiparalelni magnetni momenti se ne kompenzirajo popolnoma, ker so
momenti v eni smeri številčnejši ali močnejši. |
| Magnetna simetrija | Feromagnetni, ferimagnetni in antiferomagnetni kristali vsebujejo urejen nabor spinskih
magnetnih momentov, katerih smer in urejenost v kristalni strukturi lahko določimo z
nevtronsko difrakcijo. Zato moramo razširiti koncept simetrijskih elementov in vključiti
komplementarne operacije.
Komplementarna ravnina simetrije;
komplementarne osi simetrije.
32 točkovnih grup → 122 magnetnih toč. gr.
230 prostorskih grup → 1651 magnetnih pros. gr. |
| Magnetna simetrija | Feromagnetni, ferimagnetni in antiferomagnetni kristali vsebujejo urejen nabor spinskih
magnetnih momentov, katerih smer in urejenost v kristalni strukturi lahko določimo z
nevtronsko difrakcijo. Zato moramo razširiti koncept simetrijskih elementov in vključiti
komplementarne operacije.
Komplementarna ravnina simetrije;
komplementarne osi simetrije.
32 točkovnih grup → 122 magnetnih toč. gr.
230 prostorskih grup → 1651 magnetnih pros. gr. |
