درس خصائص المعادن علوم تاسع متوسط ف1

درس خصائص المعادن علوم تاسع متوسط ف1 نقدمه لكم بأسلوب سهل وممتع للقارئ و المتعلم 

خصائص المعادن : 

تتجلى قدرة الله عز وجل في كل ما يحيط بنا من مخلوقات ومن أبدع مظاهر قدرة الله تعالى تلك المعادن التي هيأ الله سبحانه وتعالى لها الظروف لكي تنمو بحرية من دون عوائق فبدت في أشكال جميلة تعرف باسم البلورات وتتكون بلورات المعادن في الطبيعة نتيجة عمليات تبلور معينة 

كيف تتكون هذه المادة المتبلورة ؟ وما الفرق بين المادة المتبلورة وغير المتبلورة : 

1 – الخواص البلورية للمعادن ( الشكل البلوري للمعادن ) 

“ اصنع بلورة لمعدن الهاليت ” 

1 – ضع كمية من ملح الطعام في كأس وأضف عليه قليلاً من الماء وقلبه حتى يذوب واستمر بإضافة ملح الطعام و التقليب :

ملاحظاتي : تبقى كمية من الملح في قاع الكأس لا تذوب 

2 – ضع الإناء على اللهب و أضف كميات أخرى من ملح الطعام وقلبه 

3 – رشح المحلول و اعقد الخيط ثم ضعه في وسط المحلول داخل الكأس و اترك المحلول فترة مناسبة : 

ملاحظاتي : تتكون بلورة من ملح الطعام على عقد الخيط 

استنتاجي : المادة المتبلورة هي كل مادة صلبة ذات بناء ذري داخلي منتظم 

تحقق من فهمك : 

المادة المتبلورة : تتكون عندما تتوفر الظروف الملائمة لذرات أو أيونات مادة أثناء تكونها بحيث تترتب في الأبعاد الثلاثة ينتج عنها شكل هندسي منتظم وتعرف المادة المتبلورة على أنها “ كل مادة صلبة ذات بناء ذري داخلي منتظم ” بعض البلورات لها أشكال خارجية غير منتظمة إلا أنها تتميز بترتيب ذري منتظم و المواد نوعان : 

1 – مادة متبلورة : يوجد ترتيب هندسي للذرات أو الأيونات – توجد وحدة بنائية 

2 – مادة غير متبلورة : لا يوجد ترتيب هندسي للذرات أو الأيونات – لا توجد وحدة بنائية 

تحقق من فهمك : 

إذا كانت المادة ذات أوجه مرتبة في نظام هندسي ويمكن رؤية هذه الأوجه المجردة أو بالعدسة المكبرة فإنها تسمى بلورة وهي ” جسم صلب متجانس تحده أسطح خارجية مستوية تكونت بفعل عوامل طبيعية تحت ظروف مناسبة من الضغط و الحرارة وتكون مرتبة في نظام معين 

وتعرف الأسطح المستوية التي تحد البلورة من الخارج بالأوجه البلورية و إذا وجدت الأوجه البلورية كلها أو بعضها فإنها تساعد كثيراً على التعرف على المعادن حيث إنها تعكس الترتيب الداخلي المنتظم الخاص بالمعدن وتحدد الشكل الخارجي للبلورة ثم تساعد على تعرف المعدن وفي حالة اختفاء الأوجه البلورية فإنه يصعب تعرف المادة المتبلورة إلا باستخدام الأشعة السينية . لكل معدن من المعادن المعروفة شكل بلوري مميز يعتمد على البناء الذري الداخلي لبلورات المعادن ويقصد به ترتيب ذرات أو أيونات العناصر المكونة للمعدن ترتيباً هندسياً داخلياً منتظماً في الأبعاد الثلاثة . تقسم الأشكال البلورية لمعظم معادن الأرض إلى ست مجموعات مختلفة وتسمى كل مجموعة من الأشكال البلورية النظام البلوري ولكل منها عدد من المحاور تسمى المحاور البلورية 

2 – الخواص الفيزيائية : 

تمتلك بعض المعادن كالماس و الجرافيت التركيب الكيميائي نفسه تتكون هذه المعادن من عنصر الكربون لكنها تختلف في ما بينها في كل الخواص الأخرى فالجرافيت أسود اللون وصلادته منخفضة ينما يتميز الألماس بأنه أصلد المعادن كما أنه يصعب لبعض المعادن تحديد الشكل البلوري إذ غالباً ما توجد في الطبيعة على هيئة مجموعات بلورية قد تتكون من معدن واحد أو أكثر . فما هي الخواص الفيزيائية التي تختلف فيها المعادن ؟ وكيف يمكن التعرف عليها و التمييز من خلالها بين المعادن ؟ وهل يمكن الاعتماد على خاصية واحدة لتعرف المعادن ؟ 

سؤال : من خلال مشاهدتك الفيلم وضح طريقة تكوين المعادن : 

1 – تصلد الصهير ( الماجما ) أو الحمم ( اللافا ) 

2 – تكوين المعادن من المحاليل 

3 – تتكون كثير من المعادن في الطبيعة من المحاليل وهناك مصدران للمحاليل المائية وهما : 

أ – الماء السطحي العذب 

ب – تبخر السائل المذيب لأملاح ماء البحر و المحيطات 

ت – تكوين المعادن بوساطة عملية التحول 

تحقق من فهمك : 

تتشابه المعادن في ما بينها في بعض الخواص ويمكن التمييز بين المعادن بأنها مجموعة من الخواص  الفيزيائية و البلورية المميزة للتعرف على أنواع المعادن يمكننا استخدام بعض الخواص الفيزيائية لمعدن ما والتي يمكن تحديدها من خلال الملاحظة أو بإجراء امتحان بسيط 

من أهم الخواص الفيزيائية التي يمكن استخدامها للتعرف على المعادن ما يلي :

1 – اللون : على الرغم من أن اللون يعد من الصفات المميزة لبعض المعادن مثل الكبريت الذي يتميز بلونه الأصفر الفاقع ومعدن الجرافيت الذي يتميز بلونه الأسود إلا أنه لا يمكن الاعتماد عليه في تمييز المعادن . بعض المعادن تتميز بوجودها في الطبيعة في عدة ألوان وذلك بسبب الشوائب الطفيفة في المعدن مثل معدن الكوارتز فاللون البنفسجي منه يحوي أكاسيد المنجنيز فيما يحوي معدن الكوارتز الوردي أكاسيد الحديد و التيتانيوم 

2 – المخدش : يقصد بمخدش المعدن لون مسحوقه الناعم الذي يمكن أن ينتج عن حك المعدن على السطح غير اللامع للوح من الخزف الأبيض والذي يعرف باسم لوح المخدش معدن الكالسيت يتميز باللون الشفاف بينما لون مخدشه أبيض وقد يكون مخدش المعدن هو نفسه لون المعدن في المختبر ولكن أحياناً يختلف لون مخدش المعدن عن لون المعدن ذاته ويمكن أن يتنوع لون المعدن الواحد من عينة إلى أخرى بخلاف المخدش الذي لا يتنوع مثل الكوارتز الذي يوجد في الطبيعة بعدة ألوان إلا أن لون مخدشه أبيض في جميع العينات .

3 – الشفافية : القدرة على إنفاذ الضوء وهي خاصية بصرية أخرى تستخدم للتعرف على المعادن وتعرف المعادن التي تسمح برؤية الأجسام بوضوح من خلالها باسم المعادن الشفافة مثل الألماس (شكل 87 ) و الكالسيت النقي و إذا بدت الأجسام غير واضحة من خلال المعادن فإن المعدن يعتبر نصف شفاف مثل معدن الجبس و المايكا أما في حالة عدم نفاذ الضوء من خلال سطح المعدن فإنه يعرف بأنه معتم مثل معدن الجالينا و البيريت 

4 – اللمعان ( البريق ) : يعرف بريق المعدن بأنه قدرة سطح المعدن على عكس الضوء ويختلف البريق باختلاف المعدن وزاوية سقوط وانعكاس الضوء عليه فالمعادن لها مظهر الفلزات تتصف ببريق فلزي مثل معدن الجالينا ومعظم المعادن لها بريق لا فلزي مثل البريق الزجاجي كالكوارتز والكالسيت والبريق الماسي كالألماس والبريق اللؤلؤي كالتلك و الميكا والبريق الحريري كالجبس الليفي والبريق الصمغي كالكبريت 

5 – المتانة : وهي مقاومة المعدن للكسر أو التشوه فالمعادن ذات الروابط الفلورايت و الهاليت تميل إلى أن تكون هشة وتتكسر فتتحول إلى قطع صغيرة عند طرقها بينما المعادن ذات الروابط الفلزية مثل النحاس الخام فتكون لينة أو تطرق بسهولة فتتحول إلى أشكال مختلفة ويمكن لبعض المعادن مثل الجبس و التلك أن تقطع إلى رقاقات دقيقة توصف بأنها قابلة للقطع ويكون بعضها الآخر مثل الميكا مرناً فيثنى ثم يعود إلى شكله الأصلي بعد إزالة الضغط عنه .

6 – الصلادة : وهي مقياس مقاومة المعدن للتآكل أو الخدش ويمكن الحصول على رقم الصلادة باستخدام مقياس موهس للصلادة وهو عبارة عن ترتيب نسبي أي سلم يتكون من عشرة معادن مرتبة من الرقم ( 1 ) ( الأقل صلادة)إلى الرقم ( 10 ) ( أكثر صلادة )

7 – التضوء : يوصف المعدن بأنه متضوئ ( أي يصدر ضوءاً ) عندما يحول أشكال الطاقة المختلفة مثل الحرارة و الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة السينية إلى ضوء يختلف عن لونه الأصلي بحيث تكون ألوان التضوء باهرة وساطعة دائماً . يعطي  معدن الكالسيت اللون الأحمر الباهر عند تعرضه للأشعة فوق البنفسجية 

الخواص الأخرى للمعادن : 

بالإضافة إلى الخواص السابقة الذكر يمكن التعرف على بعض المعادن عن طريق خواص أخرى مميزة فمثلاً يمكن أن نميز معدن الهاليت بسرعة عن طريق التذوق ( الطعم ) أما التلك فله ملمس صابوني و الجرافيت له ملمس دهني و إضافة إلى ذلك يتميز بعض المعادن برائحة مميزة عند حكها كرائحة الكبريت من معدن البيريت القليل من المعادن مثل الماجنتيت له محتوى حديدي عال ويتأثر بالمغناطيس بالإضافة إلى ذلك فإن بعض المعادن ذات خواص بصرية خاصة مثل معدن الكالسيت يعطي اللون الأحمر عند تعرضه للأشعة فوق البنفسجية .

كيفية تكوين المعادن في الطبيعة : 

1- تصلد الصهير ( الماجما ) أو الحمم ( اللافا ) : تتكون الغالبية العظمى من المعادن المكونة للقشرة الأرضية نتيجة تصلد الصهير أو الحمم و تبدأ عملية تكون المعادن عند انخفاض درجة حرارة الصهير حيث يتحول من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة هذا ما يعرف بعملية تبلور الصهير ويؤدي إلى تكوين معادن أو خامات جديدة 

2 – تكوين المعادن من المحاليل : يتكون كثير من المعادن في الطبيعة من المحاليل وهناك مصدران للمحاليل المائية وهما : 

أ – الماء السطحي العذب : مثل الأمطار و الأنهار وهي تتسرب خلال المسامات و الفواصل في الصخور المختلفة مكونة بعض المعادن مثل : معادن الطين 

ب – تبخر السائل المذيب لأملاح ماء البحر و المحيطات : من المعادن التي تتكون بهذه الطريقة معادن الجبس و الهاليت 

3 – تكوين المعادن بواسطة عملية التحول : قد تتأثر المعادن تحت سطح الأرض بفعل الحرارة و الضغط و المحاليل الكيميائية النشطة ما يؤدي إلى تكوين معادن جديدة مختلفة وتعرف هذه العملية بعملية التحول ومن أمثلة المعادن التي تتكون بفعل عملية التحول معادن الجرافيت و الجارنت و الأسبستوس . 

سؤال : يعتبر اللون أوضح صفات المعدن ولكنه قليل الأهمية في التعرف على المعادن فالعبارة السابقة مبرهناً بذكر بعض الأمثلة : 

بعض المعادن تتميز في وجودها في الطبيعة بعدة ألوان وذلك بسبب الشوائب الطفيفة في المعدن مثل معدن الكوارتز , اللون البنفسجي منه يحوي أكاسيد المنجنيز فيما يحوي معدن الكوارتز الوردي أكاسيد الحديد .