Слайд 2Вещество Земли
по организации имеет несколько уровней («иерархических ступеней»):
химический
элемент (атомы, имеющие одинаковое строение),
минерал (химическое соединение, состоит из нескольких
химических элементов)
горная порода (закономерное сочетание нескольких минералов, образовавшееся в определенных физико-химических условиях)
геологическое тело (некий объём пространство выполненный набором горных пород, имеющих близкий возраст и общее происхождение).
геосфера (оболочка Земли)
Земля как космическое тело (планета)
Слайд 4Химические элементы.
На сегодня известно около 108 химических элементов (таблица
Менделеева). 90 из них встречается в природе, остальные были синтезированы
искусственным путем.
87 химических элементов (из 108) обнаружены в природе в самородном состоянии, но это чаще всего единичные находки.
Изотопы (греч. "исос" - равный, топос" - место) обладают теми же свойствами, зарядом ядра и порядковым номером, что и соответствующий химический элемент, но отличаются от него атомным весом.
В настоящее время на Земле установлено около 300 самостоятельных химических элементов и их изотопов.
Слайд 5Основные химические элементы земной коры (%)
Кислород – 46,6
Кремний – 27,7
Алюминий
– 8,1
Железо – 5
Кальций – 3,6
Натрий – 2.8
Калий – 2,6
Магний
– 2,1
Прочие – 1,4
Слайд 6Минералы
Минералы
– это природные химические соединения или (значительно реже) самородные
химические элементы, которые образуются в недрах земли в результате естественных
физико-химических реакций и обладают примерно постоянными: внутренним строением, химическим составом и физическими свойствами.
Слайд 7 Всего в природе известно:
самостоятельных минералов около 3 тысяч,
их разновидностей около 5 тысяч (иногда некоторые разновидности имеют собственные
названия).
Широко распространены 40-50 видов минералов.
Слайд 8Классификации минералов
По химическому составу
По происхождению (по их генезису)
Внимание: эти классификации
не дублируют, а дополняют друг друга. Классификация по химическому составу
считается основной
Слайд 9Классификация минералов
По химическому составу выделяют 5 основных классов (типов) минералов:
самородные элементы,
сернистые и близкие к ним соединения (сульфиды, арсениды, селениды
и др.),
галоиды (галоидные соединения),
оксиды и гидроксиды,
кислородные соли, в том числе: карбонаты, сульфаты, хроматы, вольфраматы, молибдаты,
фосфаты, арсенаты, ванадаты, силикаты (островные силикаты, цепочечные и ленточные силикаты и алюмосиликаты, листовые (слоистые) силикаты), каркасные алюмосиликаты и некоторые другие.
Слайд 11Самородные элементы
Сернистые
и близкие к ним соединения (сульфиды, арсениды, антимониды
и др.)
Галоидные соединения (галоиды)
Оксиды
и
гидроксиды
Кислородные соли,
в том числе:
карбонаты,
сульфаты, хроматы, врльфраматы, молибдаты, фосфаты, арсенаты, ванадаты, силикаты (островные силикаты, цепочечные и ленточные силикаты и алюмосиликаты,
листовые (слоистые) силикаты), каркасные алюмосиликаты
Классы (группы, типы) минералов
Слайд 12Самородные элементы
Класс «самородные элементы» включает минералы, состоящие преимущественно из
одного химического элемента и существующие в природе в свободном виде.
Т.е., самородные элементы существуют в виде относительно чистых химически простых веществ, а не в виде соединений с другими химическими элементами.
Их на Земле обнаружено несколько десятков.
Самородные элементы можно поделить на 2 большие группы:
твердые вещества: это благородные металлы - золото, серебро, платиновая группа, их природные сплавы, а также углерод (графит, алмаз), сера, железо, сурьма и др.
газообразные вещества: кислород, азот, водород, инертные газы.
.
Слайд 13Самородные химические элементы
Среди самородных металлов часто встречаются природные сплавы и
твердые растворы (например, серебро в золоте, железо в платине и
др.).
Самородные элементы по массе играют незначительную роль в строении верхней оболочки Земли, т.к. их содержание невелико – примерно 0,1% от массы вещества литосферы, гидросферы и атмосферы, вместе взятых. Среди них около половины (по массе) составляют азот и кислород, образующие газовую оболочку нашей планеты.
Слайд 14Сернистые соединения.
К этой группе относятся природные соединения металлов :
сернистые
(сульфиды),
мышьяковистые,
сурьмянистые,
селенистые
теллуристые.
Самые распространенные - сернистые соединения.
Слайд 15Сульфиды (лат. "сулфур" - сера)
- объединяют соединения различных элементов с
серой .
Эти минералы составляют около 0,15% массы земной коры.
Особенно типичны сульфиды тяжелых металлов. С этими элементами сера образует устойчивые соединения, почти нерастворимые в воде. В то же время вблизи земной поверхности сульфиды легко окисляются и разрушаются
Среди сернистых соединений имеются важные минералы, такие, как:
галенит (свинцовый блеск) PbS - свинцовая руда,
сфалерит (цинковая обманка) ZnS2 - руда цинка;
пирит (серный колчедан) FeS2 применяется для производства серной кислоты;
халькопирит (медный колчедан) CuFeS2 является одним из главных источников получения меди.
Слайд 16При формировании этих минералов особую роль играет сероводород: большая часть
сернистых соединений является его производным.
Сульфиды и им подобные минералы имеют
некоторые характерные свойства металлов, например, металлический блеск, высокую плотность и электропроводность.
Слайд 18Сернистые минералы подразделяются на 2 класса:
простые сернистые и им подобные
соединения. Они образуют руды цветных и редких металлов: галенит, сфалерит
(цинковая обманка) и т.д.;
сульфосоли, имеющие сложный состав.
Слайд 19Галоиды (или галогениды)
(греч. "галс" - соль, "генезис" - происхождение)
Это
соли кислот:
хлористоводородных,
фтористоводородных,
бромистоводородных,
Широкое распространение имеют лишь отдельные
хлориды и фториды.
Большая часть галоидных минералов встречается редко.
Слайд 20Галоиды имеют большое практическое значение:
галит (каменная соль) NaCl встречается часто,
используется в пищевой промышленности, электротехнике, применяется для получения соляной кислоты,
хлорной извести, едкого натра и др. В чистом виде бесцветен, но из-за примесей может быть серым, красным или бурым. Легко растворяется в воде;
сильвин KCl – чаще красный минерал. Легко растворим в воде. Применяется для производства калийных удобрений, изготовления стекла;
флюорит (плавиковый шпат) CaF. Прозрачный, обычно желтый, зеленый, голубой или фиолетовый (из-за воздействия радиоактивного излучения) тон. При нагревании или при облучении этот минерал светится сине-фиолетово-зеленым светом - флюоресцирует. Используется в металлургии (для получения легкоплавких шлаков), для получения плавиковой кислоты, эмали и глазури, а также в оптике (изготовление линз) и ювелирном деле.
Слайд 21Оксиды и гидроксиды –
разнообразные соединения элементов с кислородом. Их
более 50. Составляют около 17% всей массы земной коры,
из
них:
12,6% - соединения кремния (кварц SiO2). Разновидности оксида кремния – халцедон (разновидности халцедона: агат, сердолик, плазма, восковой халцедон, кахолонг), опал, кванцин. Кварц, являющийся окислом кремния (SiO2 ) и входящий в состав очень многих горных пород.
3,9% - соединения железа. Магнетит Fe3O4 и гематит Fe2O3 (магнитный железняк и красный железняк) - важнейшие руда железа.
далее идут оксиды и гидроскиды алюминия, марганца, титана, олова. В виде оксидов в недрах находится ряд важнейших рудных минералов: касситерит (оловянный камень) SnO2 - руда олова), лимонит, боксит.
Слайд 22Кислородные соли
(фосфаты, карбонаты, сульфаты, силикаты).
Фосфаты - соли фосфорной кислоты.
Применяются в производстве фосфора, фосфорной кислоты, минеральных удобрений.
Карбонаты - являются
солями угольной кислоты. Главные их минералы кальцит CaCO3 , доломит CaMg[CO3]2, сидерит FeCO3, магнезит МgCO3 и др. Кальцит (известковый шпат) применяется в химической промышленности, строительстве. Доломит используется как строительный камень, в химической промышленности. Сидерит (железный шпат) является рудой железа. Магнезит (магнезиальный шпат) применяется для изготовления огнеупорных кирпичей, в электротехнике.
Сульфаты - соли серной кислоты - гипс CaSO4∙2Н2O, ангидрит CaSO4, мирабилит (глауберова соль) Na2SO4 ∙10H2O, целестин SrSO 4, барит BaSO4. Используют в медицине, строительстве, цементной и бумажной промышленности, для изготовления соды, в стекольной и красочной промышленности, в резиновой промышленности.
Силикаты (лат. "силициум" - кремний) и алюмосиликаты - кремний-кислородные и кремний-алюминий-кислородные неорганические природные соединения.
Слайд 23Силикаты и алюмосиликаты
Они составляют 75% массы земной коры и более
трети всего количества известных минералов.
Кремний и алюминий – соответственно
второй и третий по распространенности после кислорода химические элементы. Кремний содержится более чем в 45
Силикаты многообразны. Среди них – главные породообразующие минералы (пироксены, амфиболы, слюды, полевые шпаты).
Слайд 24Силикаты и алюмосиликаты
Основой структуры силикатов и является «кремнекислородный тетраэдр».
Слайд 25Кристаллохимическая классификация силикатов и алюмосиликатов
п/кл. Островные силикаты
п/кл. Цепочечные, ленточные и
кольцевые силикаты
п/кл. Слоистые (листовые) силикаты
п/кл. Каркасные алюмосиликаты
Слайд 26Классификация минералов по происхождению
Минералы эндогенного и экзогенного происхождения (эндогенные и
экзогенные минералы
Слайд 27Классификация минералов по происхождению
Эндогенные минералы:
Магматические – кристаллизуются из огненно-жидкого силикатного
расплава (оливин, авгит)
Пневматолитовые – образуются из горячих паро-газовых смесей (кварц,
шеелит, альбит, вольфрамит)
Гидротермальные – кристаллизуются из горячих водных растворов (кальцит, пирит, киноварь, флюорит)
Метаморфические – образуются при процессах метаморфизма (гранаты, роговая обманка)
Слайд 28Классификация минералов по происхождению
Экзогенные минералы:
Гипергенные – образуются при изменении эндогенных
минералов вблизи земной поверхности – каолинит, лимонит, гидрослюды
Седиментогенные – образуются
путём осаждения из истинных или коллоидных растворов – галит, сильвин
Диагенетические – образуются при процессах диагенеза (при превращении жидкого водонасыщенного осадка в твёрдую горную породу) – глауконит, кремень
Биогенные – образуются в результате жизнедеятельности организмов (раковины, скелеты) – жемчуг, коллофан (фосфорит)
Слайд 29Большинство минералов представляют собой кристаллические тела
Слайд 30Свойства кристаллического вещества
Упорядоченное внутреннее строение
Симметричность
Анизотропия физических свойств
Внешняя форма в виде
замкнутого многогранника
Слайд 31Формы кристаллических многогранников
А — тетраэдр,
Б — октаэдр,
В
— куб,
Г — ромбододекаэдр,
Д — пентагондодекаэдр,
Е —
тетрагонтриоктаэдр (икоситетраэдр),
Ж — ромбоэдр,
З — скалендоэдр,
И — трапецоэдр,
К — трехгранная призма,
Л — трехгранная бипирамида,
М — шестигранная призма,
Н — шестигранная бипирамида,
О — четырехгранная призма,
П — четырехгранная бипирамид
Слайд 32Горные породы
Горные породы – закрномерные ассоциации (сочетания) минералов, возникшие в
результате естественных физико-химических реакций и устойчивые при определенных окружающих условиях
(температуре, давлении и концентрации вещества).
Слайд 33Горные породы
Мономинеральные горные породы – состоят преимущественно из одного минерала
Известняк
– СаСО3
Полиминеральные – состоят из нескольких породообразующих минералов
Гранит – полевые
шпаты - 60%, кварц – 30%, слюда – до 10%
Слайд 34Диагностические признаки горных пород
Цвет –
Минеральный и химический состав –
Структура –
Текстура –
Прочность –
Форма залегания –