Četvrto predavanje

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 1

CILJEVI PREDAVANJA

Osobine minerala. Podela minerala. Silicijumov tetraedar. Klasifikacija silikatnih minerala.

ISHODI PREDAVANJA

Na kraju predavanja student će bitiosposobljen da:

objasni degradaciju minerala uzavisnosti od njegovih fizičkihsvojstava

izvrši podelu minerala na osnovunjihovog hemijskog sastava

klasifikuje silikatne minerale naosnovu vezivanja Si tetraedara

Osobine minerala. Podela minerala. Silicijumov tetraedar. Klasifikacija silikatnih minerala.

Na kraju predavanja student će bitiosposobljen da:

objasni degradaciju minerala uzavisnosti od njegovih fizičkihsvojstava

izvrši podelu minerala na osnovunjihovog hemijskog sastava

klasifikuje silikatne minerale naosnovu vezivanja Si tetraedara

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 2

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 3

Minerali su prirodna tela, sastavljena odjednog ili više elemenata, imaju stalanhemijski sastav i određena fizička svojstva.

Minerali su homogena tela, za razliku od stena.

Minerali mogu nastati:1. kristalizacijom magme,2. sublimacijom gasova i para,3. taloženjem iz vrelih ili hladnih rastvora,4. metamorfnim putem,5. hemijskim raspadanjem primarnih minerala.

Minerali su prirodna tela, sastavljena odjednog ili više elemenata, imaju stalanhemijski sastav i određena fizička svojstva.

Minerali su homogena tela, za razliku od stena.

Minerali mogu nastati:1. kristalizacijom magme,2. sublimacijom gasova i para,3. taloženjem iz vrelih ili hladnih rastvora,4. metamorfnim putem,5. hemijskim raspadanjem primarnih minerala.

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 4

Minerali nastali kristalizacijom magme nazivaju seprimarni minerali.

Hemijskim raspadanjem primarnih minerala stvaraju sesekundarni minerali.

Kristalni minerali/amorfni minerali.U prirodi minerali se mogu pojaviti kao tela pravilnog i nepravilnogoblika. Ukoliko poseduju pravilnu unutrašnju građu - definisanukristalnu rešetku u kojoj postoji tačno određen raspored jona (atomai molekula), tada će im i spoljašnji oblik biti pravilan. Takve mineralenazivamo kristalima. U slučajevima kada ne postoji pravilnaunutrašnja građa, minerali se pojavljuju u nepravilnim - amorfnimoblicima (loptasti, bubrežasti).

Minerali nastali kristalizacijom magme nazivaju seprimarni minerali.

Hemijskim raspadanjem primarnih minerala stvaraju sesekundarni minerali.

Kristalni minerali/amorfni minerali.U prirodi minerali se mogu pojaviti kao tela pravilnog i nepravilnogoblika. Ukoliko poseduju pravilnu unutrašnju građu - definisanukristalnu rešetku u kojoj postoji tačno određen raspored jona (atomai molekula), tada će im i spoljašnji oblik biti pravilan. Takve mineralenazivamo kristalima. U slučajevima kada ne postoji pravilnaunutrašnja građa, minerali se pojavljuju u nepravilnim - amorfnimoblicima (loptasti, bubrežasti).

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 5

Boja Tvrdoća Cepljivost Specifična masa - gustina Sjaj, ogreb, providnost

Kakve će se promene desiti na nekom mineraluKakve će se promene desiti na nekom mineralutokom površinske degradacije zavisi od njegovihtokom površinske degradacije zavisi od njegovih

fizičkih i hemijskih svojstava.fizičkih i hemijskih svojstava.

Boja Tvrdoća Cepljivost Specifična masa - gustina Sjaj, ogreb, providnost

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 6

Zavisi od hemijskog sastavaZavisi od hemijskog sastavaUtiče na raspadanje stena i mineralaUtiče na raspadanje stena i minerala

Boja mineralaBoja minerala

Kvarc (SiO2) sepojavljuje u više boja.

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 7

Kvarc (SiO2) sepojavljuje u više boja.

Minerali mogu biti providni, delimičnoprovidni i neprovidni (svetlost propuštaju,apsorbuju ili reflektuju). Boja je određena delom spektra koji nije

apsorbovan. Idiohromatska boja – posledica sastava i

strukture Alohromatska boja – usled prisustva primesa Pseudohromatska boja – usled raspadanja

minerala.

Minerali mogu biti providni, delimičnoprovidni i neprovidni (svetlost propuštaju,apsorbuju ili reflektuju). Boja je određena delom spektra koji nije

apsorbovan. Idiohromatska boja – posledica sastava i

strukture Alohromatska boja – usled prisustva primesa Pseudohromatska boja – usled raspadanja

minerala.

Tvrdoća minerala je otpornost prema grebanju. Kod amorfnih minerala kohezija je ista u svim pravcima, pa im je

tvrdoća svuda jednaka. Kod kristala kohezija nije ista u svimpravcima.

Određuje se upoređivanjem tvrdoće standardom iz Mosoveskale.

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 9

Cepljivost mineralaCepljivost minerala

Cepljivost je značajna uraspadanju minerala, jerpravci cepljivostiolakšavaju brže prodiranjevode što ubrzavaraspadanje. Prema tome,kristalni minerali se u većinislučajeva lakše raspadajuod amorfnih.

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 10

Cepljivost je značajna uraspadanju minerala, jerpravci cepljivostiolakšavaju brže prodiranjevode što ubrzavaraspadanje. Prema tome,kristalni minerali se u većinislučajeva lakše raspadajuod amorfnih.

Zavisi od hemijskog sastavai strukture minerala.Ova tri primerka mineralaimaju istu težinu, ali poštosu atomi u kvarcu i galenituteži ili zbijeniji nego kodliskuna, primerci kvarca igalenita su mnogo manji.

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 11

Zavisi od hemijskog sastavai strukture minerala.Ova tri primerka mineralaimaju istu težinu, ali poštosu atomi u kvarcu i galenituteži ili zbijeniji nego kodliskuna, primerci kvarca igalenita su mnogo manji.

Pored glavnih elemenata, postoje i sporednielementi, kao primese, ali oni ne menjajuglavna svojstva minerala, već utiču na boju. Ako su izgrađeni samo od jednog elementa,

onda su to prosti minerali (dijamant, grafit,zlato, platina ...) Ako su izgrađeni od 2, 3 ili više elemenata

onda su to složeni minerali

Pored glavnih elemenata, postoje i sporednielementi, kao primese, ali oni ne menjajuglavna svojstva minerala, već utiču na boju. Ako su izgrađeni samo od jednog elementa,

onda su to prosti minerali (dijamant, grafit,zlato, platina ...) Ako su izgrađeni od 2, 3 ili više elemenata

onda su to složeni minerali

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 12

Silikati Primarni anhidridni silikati

feldspatipirokseniamfiboliolivini

Primarni sa konstituc. vodomliskuni

Sekundarni hidratisaniserpentinminerali gline

Ostali minerali Oksidi

kvarc, magnetit, hematit Hidratisani oksidi

opal, limonit, boksit Karbonati

kalcit, magnezit, dolomit Sulfati

gips, anhidrit Fosfati

apatit, fosforit Hloridi

halit

Silikati Primarni anhidridni silikati

feldspatipirokseniamfiboliolivini

Primarni sa konstituc. vodomliskuni

Sekundarni hidratisaniserpentinminerali gline

Ostali minerali Oksidi

kvarc, magnetit, hematit Hidratisani oksidi

opal, limonit, boksit Karbonati

kalcit, magnezit, dolomit Sulfati

gips, anhidrit Fosfati

apatit, fosforit Hloridi

halit

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 13

OpalSiO2 · nH2OHidratisani silicijum- dioksid

Amorfna struktura

KvarcSiO2Silicijum- dioksid

Kristalna struktura

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 14

Jonska veza Kovalentna veza

U nekim mineralima mogu da se jave i: Vodonične veze Metalne veze Van der Waals-ove veze

Jonska veza Kovalentna veza

U nekim mineralima mogu da se jave i: Vodonične veze Metalne veze Van der Waals-ove veze

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 15

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 16

Raspored jona/atoma u kristalnoj strukturi zavisi od:naelektrisanja jona,tipa veze među jonima/atomima,veličine jona/atoma.

Broj atoma ili jona koji neposredno okružuju posmatraniatom ili jon naziva se koordinacioni broj.

Koordinacioni broj zavisi od relativne veličine atoma ilijona.

Raspored jona/atoma u kristalnoj strukturi zavisi od:naelektrisanja jona,tipa veze među jonima/atomima,veličine jona/atoma.

Broj atoma ili jona koji neposredno okružuju posmatraniatom ili jon naziva se koordinacioni broj.

Koordinacioni broj zavisi od relativne veličine atoma ilijona.

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 17

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 18

U koordinaciju datog katjona ulaze samo oni anjoni koji gadodiruju, što se vidi po razmaku među njima, koji je jednak ilipribližno jednak sumi radijusa katjona i anjona.

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 19

Zavisi od odnosa radijusa katjona i anjona Rc/Ra, jer kad tajodnos prekorači neku određenu vrednost, menja se ikoordinacija. Te vrednosti se lako određuju jer je koordinacijau jonskoj rešetki određena jedino geometrijom.

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 20

Odnos katjona prema anjonu Odnosa radijusa katjona prema radijusu anjona R+/R-

Strukturnirasopred KB Strane odnos

radijusa

trigonalni 3 2 0.155-0.255trigonalni 3 2 0.155-0.255

tetraedarski 4 4 0.255-0.414

oktaedarski 6 8 0.414-0.732

kubični 8 6 0.732-1.000

heksagonalni 12 ili 14 12 >1.000

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)21

R+(Si)/R-(O) = 0.30tetraedarski

strukturni raspored

StrukturniStrukturnirasopredrasopred KBKB StraneStrane odnosodnos

radijusaradijusatrigonalnitrigonalni 33 22 0.1550.155--0.2550.255

tetraedarskitetraedarski 44 44 0.2550.255--0.4140.414oktaedarskioktaedarski 66 88 0.4140.414--0.7320.732

kubičnikubični 88 66 0.7320.732--1.0001.000kubičnikubični 88 66 0.7320.732--1.0001.000heksagonalniheksagonalni 12 ili 1412 ili 14 1212 >>1.0001.000

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 22

Pozitivan jonForsteritMg2SiO4

Olivin(Fe,Mg)2SiO4Tetraedar

okrenut na dole

Tetraedarokrenut na gore

Olivin(Fe,Mg)2SiO4

FajalitFe2SiO4

CirkonZrSiO4

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 23

Tip silikata:ORTOSILIKAT (nema zajedničkih temena)

Empirijska formula: [SiO4]4-

Anjonska ili molekulska formula: [SiO4]4-

Primer: forsterit Mg2SiO4olivin FeMgSiO4cirkon ZrSiO4

Tip silikata:ORTOSILIKAT (nema zajedničkih temena)

Empirijska formula: [SiO4]4-

Anjonska ili molekulska formula: [SiO4]4-

Primer: forsterit Mg2SiO4olivin FeMgSiO4cirkon ZrSiO4

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)24

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 25

Tip silikata:DISILIKAT (jedno zajedničko teme)

Empirijska formula: [Si2O7]6-

Anjonska ili molekulska formula: [Si2O7]6-

Primer: vrlo retki

Tip silikata:DISILIKAT (jedno zajedničko teme)

Empirijska formula: [Si2O7]6-

Anjonska ili molekulska formula: [Si2O7]6-

Primer: vrlo retki

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)26

Tip silikata:Ciklične - prstenaste strukture (metasilikati iliciklosilikati)

Empirijska formula: [SiO3]n2n-

Anjonska ili molekulska formula:

Tip silikata:Ciklične - prstenaste strukture (metasilikati iliciklosilikati)

Empirijska formula: [SiO3]n2n-

Anjonska ili molekulska formula:

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 27

[[SiSi44OO1212]]88--[[SiSi33OO99]]66-- [[SiSi66OO1818]]1212--

Tip silikata:LANČASTA STRUKTURA(dva zajednička temena)

Tip piroksena

Empirijska formula: ([SiO3]2-)n Anjonska ili molekulska formula:

[SiO3]2-

Tip silikata:LANČASTA STRUKTURA(dva zajednička temena)

Tip piroksena

Empirijska formula: ([SiO3]2-)n Anjonska ili molekulska formula:

[SiO3]2-

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)28

Zajednički jonikiseonika

Pozitivan jon

Tip piroksena

Zajednički jonikiseonika

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 29

Tip silikata:VRPČASTA STRUKTURA(dva, tri zajednička temena)

Tip amfibola

Empirijska formula: ([SiO3]2-)n Anjonska ili molekulska formula:

[SiO3]2-

Tip silikata:VRPČASTA STRUKTURA(dva, tri zajednička temena)

Tip amfibola

Empirijska formula: ([SiO3]2-)n Anjonska ili molekulska formula:

[SiO3]2-

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 30

Tip silikata:LISNATA STRUKTURA(tri zajednička temena)

Tip liskuna

Empirijska formula:[Si4O10]n

4n-

Anjonska ili molekulskaformula: (Si4O10)n

4n-

Tip silikata:LISNATA STRUKTURA(tri zajednička temena)

Tip liskuna

Empirijska formula:[Si4O10]n

4n-

Anjonska ili molekulskaformula: (Si4O10)n

4n-

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 31

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 32

Tip silikata:PROSTORNO-MREŽASTA STRUKTURA(četiri zajednička temena)

Empirijska formula: (SiO2)n Anjonska ili molekulska formula: SiO2 Primer: kvarc, ortoklas, albit

Tip silikata:PROSTORNO-MREŽASTA STRUKTURA(četiri zajednička temena)

Empirijska formula: (SiO2)n Anjonska ili molekulska formula: SiO2 Primer: kvarc, ortoklas, albit

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 33

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 34

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 35

Najrasprostranjeniji element u Zemljinoj korije kiseonik, zatim sledi aluminijum, a natrećem mestu je silicijum.

Tačno Netačno

Najrasprostranjeniji element u Zemljinoj korije kiseonik, zatim sledi aluminijum, a natrećem mestu je silicijum.

Tačno Netačno

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 36

Tamniji minerali brže podležu procesuraspadanja na površini Zemlje.

Tačno Netačno

Tamniji minerali brže podležu procesuraspadanja na površini Zemlje.

Tačno Netačno

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 37

Cepljivost minerala je sposobnost nekihminerala da se pod pritiskom ili udaromrazdvajaju po ravnim površinama u manjedelove istog oblika i određuje se Mosovomskalom.

Tačno Netačno

Cepljivost minerala je sposobnost nekihminerala da se pod pritiskom ili udaromrazdvajaju po ravnim površinama u manjedelove istog oblika i određuje se Mosovomskalom.

Tačno Netačno

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 38

Prikazani mineral pripada grupi tektosilikata.

Tačno Netačno

Prikazani mineral pripada grupi tektosilikata.

Tačno Netačno

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 39

Bezbojan kvarc se naziva gorski kristal.

Tačno Netačno

Bezbojan kvarc se naziva gorski kristal.

Tačno Netačno

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 40

Kvarc je veoma otporan na hemijsko površinskoraspadanje jer se rastvara samo ufluorovodoničnoj kiselini (HF).

Tačno Netačno

Kvarc je veoma otporan na hemijsko površinskoraspadanje jer se rastvara samo ufluorovodoničnoj kiselini (HF).

Tačno Netačno

Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 41