تعریف مواد شیمیایی معدنی

تعریف مواد شیمیایی معدنی (Inorganic Chemical materials):

 اگر شیمی آلی را به عنوان شیمی ترکیبات کربن دارمعرفی کنیم ، شیمی معدنی را میتوان شیمی عناصر دیگر که تمام عناصر باقی مانده در جدول تناوبی راشامل میشود نام گذاری کرد همچنین کربن در بیشتر مواد شیمیایی معدنی حضور دارد مانند الماس و گرافیک که از کربن خالص تشکیل شده اند.

مواد معدنی در همه جا وجود دارند دانشمندان بیش از4000 ماده معدنی در پوسته زمین شناسایی کرند که بخش عمده آن از چند نوع ماده معدنی میباشد.

مواد معدنی چه ویژگی هایی دارند؟

1.جامد باشد.

2.ساختار بلوری داشته باشد(یعنی دارای یک آرایش منظم و تکراری از اتم ها باشد) به عنوان مثال شیشه از کوارتز تشکیل شده که یک ماده معدنی است اما شیشه یک ماده معدنی نیست چون ساختار بلوری ندارد.

3.به طور طبیعی بدست بیاید به عنوان مثال فولاد ترکیبی از مواد معدنی (آهن،کبالت،کروم،وانادیم ومولیبدن) است اما چون ساخت دست بشر است جز مواد معدنی نمیباشد.

4.دارای یک ترکیب شیمیایی خاص باشد.

دو راه تشخیص مواد معدنی:

1.خواص فیزیکی (بو،سختی،رنگ،درخشندگی و…)

2.روش های آزمایشگاهی که رایج ترین آنها پراش اشعه ایکس(XRD)به این گونه که پرتو اشعه ایکس به نمونه تابانده میشود و پرتو خروجی را مورد بررسی قرار میدهند و ماده معدنی را شناسایی میکنند.

جامدات بلوری:

یک بلور جامد از اتم ها یا یون هایی که با نظم و آرایش خاص در یک شبکه قرار گرفته اند گفته میشود.

مواد معدنی جامدات بلوری هستند مانند نمک طعام (هالیت) که یون های سدیم وکلرید با هم پیوند داده اند و یک شبکه بلوری جامد ایجاد کرده اند.

نحوه تشکیل مواد معدنی :

مواد معدنی توسط فرآیندهایی که در روی زمین یا در داخل زمین صورت میگیرد بوجود می آید مانند الماس که در اعماق زمین تحت فشار وحرارت بالا اتم های کربن بهم پیوند میدهند و شبکه بلوری ایجاد میکنند.

توجه داشته باشید که الماسی که به طور طبیعی ساخته میشود ماده معدنی است و الماس هایی که توسط انسان ساخته ده و در بازار خرید وفروش میشود جز مواد معدنی محسوب نمیشود.

عوامل موثر در تشکیل ذخایر مواد معدنی:

1.منشاء محلول های کانه دار:

ـ آبهای سطحی

ـ آبهای اقیانوسی

ـ آبهای فسیل شده

ـ آبهای دگرگونی

ـ ماگما و محلول های ماگمایی

2.منشاء مواد معدنی:

ـ منشاء رسوبی: ذخایر گچ،نمک،زغال سنگ وآهن لایه ای

ـ منشاء ماگمایی: ذخایر کرومیت،پلاتین،نیکل،کبالت،الماس و…

ـ منشاء گرمایی: ذخایر مس،جیوه،نقره،طلا و…

ـ منشائ دگرگونی: ذخایر گارنت،آندوالوزیت،سیلیمانیت و…

3.چگونگی حمل مواد:

مواد معدنی به صورت محلول یا نامحلول در آب و یا به صورت ترکیبات کمپلکس ،ترکیبات یونی درمحلول های ماگمایی ، محلول های گرمایی و در آب های سطحی حل میشوند.

مواد معدنی در محلول های ماگمایی و گرمایی به صورت کمپلکس به صورت کمپلکس های مختلف حمل میشود به عنوان مثال:

ـ منیزیم(Mg)،مس(Cu)،روی(Zn) وسرب(Pb) بصورت کمپلکس کلر حل میشوند.

ـ آنتیموان(Sb)،اسکاندینیم(As)،جیوه(Hg)ونقره(Au) بصورت کپلکس دی سولفید حل میشوند.

ـ قلع(Sn)و مولیبدن(Mo) به صورت کمپلکس فلوئور حل میشود.

4.نحوه ته نشینی مواد:

ته نشینی مواد به عوامل مختلفی بستگی دارد مانند :

ـ وزن مخصوص مواد معدنی

ـ تغییرات PHوEH

ـ تغییرات فشار و حرارت

ـ واکنش شیمیایی مواد معدنی با سنگها یا مولکول های دیگرعواملی که نام برده شد مهمترین نقش را در تشکیل ذخایرمواد معدنی دارند.

ترکیبات شیمیایی مواد معدنی:

تقریبا تمامی پوسته زمین (98.5) از هشت عنصر معدنی شامل(اکسیژن،سیکیکون،آهن،کلسیم،سدیم،آلومینیوم،پتاسیم و منیزیم)تشکیل شده است .

هر ماده معدنی دارای ترکیبات شیمیایی و فرمول شیمیایی خاص خود است و از ترکیبی به ترکیب دیگر تغییر میکند.

ویژگی های فیزیکی مواد معدنی:

یکی از راه های تشخیص مواد معنی خواص فیزیکی آنها بود که میخواهیم این خواص را برای مواد معدنی بررسی کنیم.

1.سختی:

برخی مواد معدنی توسط برخی دیگر که از نظر سختی دارای درجه بالاتری میباشند میخراشد مثلا الماس بیشترین درجه سختی را دارد که 10 است و میتواند باعث خراشیدن باقی کانی های معدنی شود.

2.رنگ:

اکثر مواد معدنی دارای رنگ هایی قابل تشخیص هستند مانند کواتز که به رنگ های صورتی ، آبی روشن ، سرخ و…دیده میشود.

3.رگه:

گاهی در مواد معدنی وکانی های معدنی رگه هایی دیده میشود که با رنگ خود کانی متفاوت است مانند فیروزه.

4.چگالی:

چگالی یا وزن ویژه که با چگالی ماده مرجع آب سنجیده میشود یکی دیگر از راه های تشخیص مواد آلی است.

5.ورقه ورقه شدگی:

تمایل مواد معدنی به شکافتن در امتداد سطح ضعیف است.

6.شکست:

مواد معدنی چون بصورت بلور هستند در جهت های خاصی شکسته میشوند و متناسب با شکل بلور هر ماده معدنی در یک جهت شکسته میشوند.

7.جلوه:

درخشندگی یکی از شاخصه های مواد معدنی است مثلا الماس دارای درخشندگی و جلوه زیاد اما تالک فاقد درخشندگی است.

مقایسه مواد معدنی با مواد آلی:

1.در ترکیبات آلی حتما کربن وجود دارد اما در ترکیبات معدنی زیادی کربن وجود ندارد.

2.مقاوت مواد معدنی در برابر حرارت از ترکیبات آلی بیشتر است زیرا مواد معدنی دارای ساختار بلوری هستند درحالی که ترکیبات آلی پیوندهای کوالانسی بین خود دارند.

3.اغلب واکنش های آلی کند،برگشت پذیریا تعادلی هستند اما اغلب واکنش های معدنی تند صورت میگیرد.

4.درترکیبات معدنی ایزومروجود ندارد درحالی که در ترکیبات آلی ایزومر های (عناصر با فرمول یمیایی یکسان اما ساختار متفاوت) فراوانی میباشد.

شیمی آلی ـ فلزی زمینه ی وسیعی از شیمی است که به دلیل بررسی پیوند کربن ـ فلز در حال گسترش است و دو شاخه شیمی معدنی وشیمی آلی را بهم مرتبط میسازد.

سفیر آزما کیان برند اول فروش مواد شیمیایی و آزمایشگاهی در ایران می باشد.

با تشکر مجله دانش شیمی و تیم پایان نامه من