pierwiastki_rodzime

Pierwiastki rodzime, stopy, związki międzymetaliczne

Metale, ich stopy i związki międzymetaliczne

Metale kruche, ich stopy i związki międzymetaliczne

Metaloidy

Metale

: substancje składające się wyłącznie, albo chociaŜ w przewaŜającym stopniu z atomów pierwiastków

metalicznych niezwiązanych chemicznie z innymi atomami. Za pierwiastki metaliczne uwaŜa się z kolei te
pierwiastki, które wykazują w formie czystej chemiczne i fizyczne cechy metalu, czyli:

•

dobre przewodnictwo elektryczne

•

dobre przewodnictwo cieplne

•

połyskliwa i gładka powierzchnia w fazie krystalicznej

•

dość wysokie temperatury topnienia - większość metali jest stała w temperaturze pokojowej

•

skłonność do tworzenia związków chemicznych o własnościach raczej zasadowych niŜ kwasowych

Stopy –

izomorficzne roztwory stałe, w których jeden metal rozpuszcza inne w taki sposób, Ŝe nie narusza to jego

struktury.

Związki międzymetaliczne –

faza krystaliczna o strukturze innej niŜ metale wchodzące w jej skład.

As+Sb=AsSb(stibarsen)

⊳ struktura

–

w strukturze metali występuje tendencja do najgęstszego ułoŜenia atomów w przestrzeni.

W zaleŜności od rodzaju sieci kaŜdy jon (atom) jest otoczony przez 8 lub 12 innych jonów/atomów
(najgęstsze ułoŜenie kul).

Własności fizyczne –

pomiędzy kationami swobodnie poruszają się elektrony (dobre przewodnictwo

elektryczne, cieplne, nieprzezroczystość i metaliczny połysk). Kationy równieŜ mogą się przemieszczać
względem siebie, co przejawia się giętkością, plastycznością i brakiem łupliwości.

Półmetale (chem. / metale kruche – mineralog.) róŜnią się od metali znaczną łupliwością i kruchością.
Niemetale są kruche, a w węzłach sieci krystalicznej znajdują się elektrycznie obojętne atomy.

⊳ powstawanie –

utlenianie

kruszców siarczkowych (czapy Ŝelazne), niskotemperaturowe części procesu

pneumatolitycznego, procesy hydrotermalne (złoto) , wulkaniczne – fumarole (siarka), Ŝelazo rodzime (w
bazaltach)

Ŝelazo rodzime α-Fe

(telluryczne – ziemskie) , polimorficzna odmiana γ-Fe tworzy się powyŜej 960°C i jest

izostrukturalna  z  niklem  rodzimym  (str.  regularna  centrowana  /ABCA/)  –  moŜliwe  roztwory  stałe,  które  w  niŜszych
temperaturach ulegają odmieszaniu.
śelazo  meteorytowe:  kamacyt  (Ni  -  7,5%),  Taenit  (Ni  -  8÷55%).  Figury  Widmanstattena  –  są  to  zrosty
kamacytu  (belki)  i  taenitu  (cienkie  lamele)  układające  się  równolegle  do  ścian  ośmiościanu  –  Oktaedryty
(meteoryt Morasko!)
śelazo  jest  magnetyczne.  Zbliźniaczeń  brak.  Rysa  szara  połyskująca.  Skupienia  zbite,  wpryśnięcia,  ziarna,
łuseczki  itp.  Nie  odporne  na  działanie  czynników  atmosferycznych.  Występuje  wśród  skał  zasadowych  (bazalty
wyspy Disko - Grenlandia) lub skał osadowych.

miedź rodzima Cu

– skupienia ziarniste, dendryty, druty, wpryśnięcia często pokryte nalotem. Często zawiera

domieszki Fe, Ag, Au. Powstaje w róŜnych warunkach (hydrotermalne, strefy ulenienia, strefy cementacji kruszców
Cu. Występuje równieŜ wśród skal osadowych np. łupki miedzionośne. Paragenezy: kupryt Cu

O, chalkozyn CuS.

Występowanie: Miedziana góra k/Chęcin, pstre łupki fliszu (Karpaty), Miedzianka k/Jeleniej Góry, Stara Góra
k/Wojcieszowa i inne. Cechy fizyczne: rysa miedzianoczerwona, połyskująca. Zbliźniaczenia polisyntetyczne
(niewidoczne gołym okiem).

złoto rodzime

– rzadko tworzy kryształy. Występuje w postaci grudek, blaszek, dendrytów, włókien, wrostków w

innych minerałach itp. Z rtęcią tworzy amalgamaty
Barwa złocistoŜółta, zmienia się odcień w zaleŜności od domieszek (Pb kremowobiałe, Ag bladoŜółte, Cu róŜowawe
lub  czerwonawe).  Występowanie:  Ŝyły  hydrotermalne  związane  z  kwaśnymi  skałami  magmowymi.  ZłoŜa:  RPA
(Witwatersrand,  Kalifornia  (Mother  Lode),  Rosja  (Bieriezowsk),  Australia  (Kalgoorie,  Bendigo).  Odporne  na
działanie czynników atmosferycznych – przechodzi do złóŜ osadowych. W Polsce – Złoty stok (czapa Ŝelazna złóŜ
As,  arsenopiryt  złotonośny  FeAsS),  Czarnków  i  Stara  Góra,  Radomice  k/Wlenia  (arsenopiryt  FeAsS),  Kletno  /
Kłodzka, Ŝyły kwarcowe Krywania – Tatry, cechsztyńskie łupki miedzionośne – Lubin i inne.
Parageneza z kwarcem, siarczkami (piryt, chalkopiryt, galena itp.) tellurkami Ag i Cu.

srebro rodzime

– tworzy dobrze wykształcone kryształy. Występuje jako dendryty, skupienia pierzaste, wpryśnięcia

w  innych  minerałach  i  skałach.  Tworzy  pseudomorfozy  po  argentycie  Ag2S  i  siarkosolach.  Występuje  w
hydrotermalnych  Ŝyłach  kruszcowych  (w  paragenezie  z  minerałami  węglanowymi,  tetraedrytami,  siarkosolami,
siarczkami,  kwarcem,  kruszcami  Co,  Ni,  Bi),  w  strefach  utleniania  i  cementacji,  osadowe  to  cechsztyńskie  łupki
miedzionośne  (Dolny  Śląsk).  Wyst.  w  Polsce:  Miedzianka  k/Chęcin  (malachit),  Miedzianka,  Kletno  i  Kowary  na
Dolnym Śląsku, Krywań (Tatry) itd.
Barwa: srebrzysto biała, Ŝółtawa, szarawa. Często poryta ciemnymi nalotami. Zbliźniaczenia i zonalność.

platyna rodzima

– naskorupienia i promieniste konkrecje powstające w wyniku utleniania i naruszenia struktury

stopów Pt-Fe. Często zawiera domieszki Fe, Ni, Cu, i platynowców. Zbliźniaczeń brak. Występowanie jest związane z
ultrazasadowymi skałami magmowymi. (np. Dunit) – w paragenezie ze spinelami. W gabrach i norytach wyst. Zwykle
z pirotynem FeS, pentlandytem (Fe,Ni)

, chalkopirytem CuFeS2. ZłoŜa Sudbury (Kanada), NiŜny Tagił (Syberia) itp.

2. metale kruche:

Vb układu okresowego (As, Sb, Bi)

arsen rodzimy (półmetal)

– rzadko tworzy kryształy o pokroju igiełkowym lub romboedrycznym. Zwykle

występuje w formie naskorupień i skupień guzełkowych. Minerał utworów hydrotermalnych. Parageneza: Arsenowe
kruszce  Ag,  Co,  Ni,  galena,  baryt  itp.  Wyst.  W  Polsce:  Ciechanowice  k/jeleniej  Góry,  kopalnia  „Wolność”  w
Kowarach.
Barwa  –  Na  świeŜym  przełamie  cynowobiała,  szybko  pokrywa  się  brunatnym  lub  czarnym  nalotem.  Rysa  szara,
czarna.  Łupliwość  doskonała,  przełam  ziarnisty,  zadziorowaty.  Spójność  –  kruchy.  Zbliźniaczenia  częste,
lamelkowe.

antymon rodzimy (półmetal) – kryształy pseudoregularne lub tabliczkowe. Skupienia zbite, ziarniste,

naskorupienia. W płomieniu dmuchawki (wyjaśnić) utlenia się tworząc białe dymy bez zapachu, co
odróŜnia go od arsenu.
Minerał  hydrotermalnych  złóŜ  kruszcowych.  Parageneza:  inne  kruszce  Sb.  Wyst.  w  Polsce  –
Czarnów (Dolny Śląsk)
Barwa – cynowobiała z ciemnymi nalotami. Rysa ołowianoszara ze słabym połyskiem metalicznym.
Łupliwość doskonała, zbliźniaczenia częste - polisyntetyczne. Kruchy.

bizmut rodzimy (metal)

– przewaŜnie wrostki w innych minerałach, skupienia ziarniste i dendryty.

Doskonała łupliwość i zbliźniaczenia. Minerał utworów hydrotermalnych. Spotykany w złoŜach Sn, W, Co i U. W
Polsce:  Ciechanowice  k/jeleniej  Góry  (w  paragenezie  z  pirytem,  arsenopirytem  itp.),  Miedzianka  (Dolny  Śląsk)  z
tetraedrytem  kobaltowym,  łupki  miedzionośne  Dolnego  Śląska  i  inne.  Barwa  –  na  świeŜym  przełamie
srebrzystobiała,  szybko  pokrywa  się  barwnym  przewaŜnie  ciemnym  nalotem.  Rysa  szara.  Łupliwość  doskonała,
wyraźna. Spójność – kruchy. Zbliźniaczenia pospolite – polisyntetyczne.

3. metaloidy: polimorfy C i S oraz Se i Te a takŜe ich związki izomorficzne

grafit

– tą nazwą określane są dwa polimorfy pierwiastka C krystalizujące w

dwóch  układach  –  heksagonalnym  (grafit  2H,  ABAB  -  przewaŜa)  i  trygonalnej
(grafit 3R – ABCABC - towarzyszy)
grafit  przewaŜnie  występuje  w  postaci  skupień  ziarnistych,  łupkowych  lub
ziemistych.
Grafit  2H  –  jest  stabilny  w  szerokim  zakresie  P  i  T.  grafit  3R  nie  występuje
samodzielnie a towarzyszy fazie2H. Faza 3R zanika w T>2000 °C.
Grafit  występuje  w  przyrodzie  o  róŜnym  stopniu  uporządkowania  (semigrafit,
metaantracyt),  które  róŜnią  się  odległościami  płaszczyzn  sieciowych,  stopniem
grafityzacji, wielkością i kształtem krystalitów oraz stosunkiem atomowym H/C.

Wyst. Kontaktowo zmienione wapienie, Ŝyły pegmatytowe, meteoryty (Morasko). Łupki grafitowe okolic Stronia
Śląskiego, Złoty stok k/Ząbkowic Śląskich, Uniejowice k/Złotoryi itd.
Barwa – czarna z odcieniem srebrzystym,
rysa czarna – połyskliwa,
połysk metaliczny lub matowy,
łupliwość doskonała. Zbliźniaczeń brak.
Twardość: 1

diament

– zwykle idiomorficzne o prawidłowo rozwiniętych ścianach. Występuje przewaŜnie w skupieniach

ziarnistych. Układ regularny. W strukturze diamentu zespoły atomów tworzą tetraedry połączone ze sobą naroŜami.
Diament krystalizuje w wyŜszych ciśnieniach niŜ grafit. Pierwotne złoŜa diamentów związane są ze skałami
ultrazasadowymi (kimberlity).

Barwa – bezbarwny lub zabarwiony (przeźroczysty), połysk diamentowy.
Łupliwość wyraźna, przełam muszlowy.
Spójność – kruchy. Twardość – 10.

siarka rodzima

– kryształy o pokroju bipiramidalnym lub grubotabliczkowym. Skupienia ziarniste, zbite,

wpryśnięcia, nacieki, stalaktyty. W zaleŜności od warunków krystalizacji siarka moŜe tworzyć wiele modyfikacji
strukturalnych – odmian polimorficznych (ponad 10). W przyrodzie najbardziej rozpowszechniona jest rombowa α-
siarka, w której strukturze znajdują się pierścienie ośmiu atomów siarki S

. Atomu siarki wiązane są ze sobą siłami van

dr  Waalsa.  Inne  polimorfy  występujące  w  przyrodzie  to:  β-,  γ-.  α-siarka  w  temp.  95,3°C  β-,  przechodzi  w  β-siarkę.
Siarka z roztworu krystalizuje rombowo, a ze stopu jednoskośnie.
Występowanie:  produkt  ekshalacji  wulkanicznych,  redukcja  siarczanów  (gips  CaSO

•2H

O) przy współudziale

węglowodorów i bakterii.
Parageneza: celestyn (SrSO

), baryt(BaSO

), kalcyt i aragonit (CaCO

Wyst w Polsce: Tarnobrzeg, Grzybów.
Barwa – Ŝółta, biaława, czerwonawa, brunatnawa, czarna.
Rysa – słomianoŜółta, biała. Połysk – diamentowy na  ścianach, tłusty na przełamie.
Łupliwości brak, przełam muszlowy, nierówny.
Zbliźniaczenia. Spójność – krucha. Twardość 1,5-2,0.