کانیها: گنجینههای پنهان زمین
کانی چیست و چه ویژگیهایی دارد؟
برای اینکه یک ماده را یک کانی بنامیم، باید چهار شرط اصلی را داشته باشد. این شرایط مانند یک کارت شناسایی برای کانیها عمل میکند.
| شرط | توضیح | مثال |
|---|---|---|
| طبیعی بودن | باید به طور طبیعی در طبیعت ساخته شده باشد، نه در آزمایشگاه. | الماس در دل زمین ساخته میشود، اما الماس مصنوعی یک کانی نیست. |
| جامد بودن | در دمای معمولی محیط باید حالت جامد داشته باشد. | یخ (آب جامد) یک کانی است، اما آب مایع نیست. |
| ساختار بلوری | ذرات تشکیلدهنده آن به شکل منظم و تکرارشوندهای کنار هم قرار گرفتهاند. | بلور نمک به شکل مکعبهای کوچک است. |
| ترکیب شیمیایی معین | نسبت عناصر۲ تشکیلدهنده آن در همه جای دنیا یکسان است. | کانی کوارتز۳ همیشه از فرمول $SiO_2$ ساخته شده است. |
کانیها را چگونه دستهبندی میکنیم؟
دانشمندان کانیها را بر اساس ترکیب شیمیایی آنها به چند گروه اصلی تقسیم میکنند. این کار مانند این است که حیوانات را بر اساس نوع غذایی که میخورند گروهبندی کنیم.
| نام دسته | ویژگی اصلی | مثالهای آشنا |
|---|---|---|
| سیلیکاتها۴ | دارای سیلیسیم و اکسیژن هستند. پرکاربردترین گروه. | کوارتز (شن و ماسه)، فلدسپات۵، میکا۶ |
| کربناتها۷ | دارای کربن و اکسیژن هستند. با اسید واکنش میدهند. | کلسیت۸ (سنگ آهک)، دولومیت۹ |
| اکسیدها۱۰ | از ترکیب یک عنصر با اکسیژن ساخته شدهاند. | هماتیت۱۱ (سنگ آهن)، مگنتیت۱۲ |
| سولفیدها۱۳ | از ترکیب یک عنصر با گوگرد ساخته شدهاند. | پیریت۱۴ (طلای ابلهان)، گالن۱۵ (سنگ سرب) |
| سولفاتها۱۶ و هالیدها۱۷ | سولفاتها دارای گوگرد و اکسیژن، هالیدها دارای عناصری مانند کلر. | ژیپس۱۸ (گچ)، هالیت۱۹ (نمک خوراکی) |
کانیها در زندگی روزمره ما کجا هستند؟
اگر با دقت به اطراف خود نگاه کنید، ردپای کانیها را در بسیاری از وسایل خواهید دید. صبح که از خواب بیدار میشوید، مسواک میزنید. موادی که دندانهایتان را تمیز میکنند، از کانیهایی مانند سیلیس ساخته شدهاند. وقتی برای صبحانه نمک روی غذا میپاشید، در واقع از کانی هالیت استفاده میکنید.
در مدرسه، وقتی با مداد روی کاغذ مینویسید، اثر خاکستری رنگی که بر جای میماند از کانی گرافیت۲۰ است. خود کاغذ نیز برای صاف و سفید شدن، با پودر نرمی از کانی کائولین۲۱ پوشش داده شده است. ساختمان مدرسه شما احتمالاً با سیمان ساخته شده که مواد اولیه آن کانیهای آهک و رس هستند. حتی صفحه نمایش تلفن همراه شما نیز از شن و ماسه (کانی کوارتز) ساخته شده است!
چگونه یک کانی را شناسایی کنیم؟
زمینشناسان برای شناسایی کانیهای ناشناخته، از ویژگیهای فیزیکی آنها استفاده میکنند. این ویژگیها مانند اثرانگشت برای هر کانی هستند.
- رنگ: اولین چیزی که توجه را جلب میکند. اما رنگ به تنهایی معیار خوبی نیست، چون یک کانی ممکن است چندین رنگ مختلف داشته باشد (مانند کانی کوارتز).
- رنگ خاکه: رنگ پودر کانی. این ویژگی از رنگ خود کانی قابل اعتمادتر است. برای آزمایش آن، کانی را روی یک صفحه چینی سفید و زبر میکشند تا رنگ خطی که به جا میگذارد را ببینند.
- سختی: مقاومت کانی در برابر خراشیده شدن. دانشمندی به نام فردریک موس۲۲ مقیاسی از ۱ (نرمترین، مانند تالک۲۳) تا ۱۰ (سختترین، الماس) برای سنجش سختی کانیها ابداع کرد.
- شکستگی و رخ: شکل سطحی که هنگام شکستن کانی ایجاد میشود. اگر کانی در امتداد سطوح صاف و مشخصی بشکند، میگویند رخ دارد (مانند میکا). اگر به شکل نامنظم و مانند شیشه بشکند، میگویند شکستگی دارد (مانند کوارتز).
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
خیر. سنگها معمولاً از به هم چسبیدن چندین کانی مختلف تشکیل شدهاند. برای مثال، سنگ گرانیت از کانیهای کوارتز، فلدسپات و میکا درست شده است. بنابراین، کانی واحدهای سازنده سنگها هستند.
بله! طلای خالص که در طبیعت به صورت دانهها یا رگههای زرد رنگ یافت میشود، یک کانی است زیرا همه شرایط کانی بودن (طبیعی، جامد، بلوری و ترکیب شیمیایی معین) را دارد.
زیرا شیشه ساختار بلوری منظم ندارد. در شیشه، اتمها به صورت نامنظم کنار هم قرار گرفتهاند. به چنین موادی بیشکل یا غیربلوری میگویند. پس شیشه با وجود طبیعی بودن، جامد بودن و داشتن ترکیب شیمیایی تقریباً معین، به دلیل نداشتن ساختار بلوری، یک کانی نیست.
پاورقی
۱ کانی (Mineral): مادهای طبیعی، غیرآلی، متبلور و جامد با ترکیب شیمیایی معین.
۲ عنصر (Element): مادهای که از اتمهای یکسان ساخته شده و نمیتوان آن را به مواد سادهتر تجزیه کرد.
۳ کوارتز (Quartz): از فراوانترین کانیهای پوسته زمین با فرمول شیمیایی $SiO_2$.
۴ سیلیکات (Silicates): دستهای از کانیها که دارای بنیان $SiO_4$ هستند.
۵ فلدسپات (Feldspar): گروهی از کانیهای سیلیکاتی که بخش اصلی بسیاری از سنگها هستند.
۶ میکا (Mica): گروهی از کانیهای سیلیکاتی که به ورقههای نازک و انعطافپذیر شکسته میشوند.
۷ کربنات (Carbonates): دستهای از کانیها که دارای بنیان $CO_3$ هستند.
۸ کلسیت (Calcite): کانی اصلی تشکیلدهنده سنگ آهک با فرمول $CaCO_3$.
۹ دولومیت (Dolomite): کانی با فرمول $CaMg(CO_3)_2$.
۱۰ اکسید (Oxides): دستهای از کانیها که از ترکیب یک عنصر با اکسیژن تشکیل شدهاند.
۱۱ هماتیت (Hematite): اکسید آهن با فرمول $Fe_2O_3$ و مهمترین کانی سنگ آهن.
۱۲ مگنتیت (Magnetite): اکسید آهن با خاصیت مغناطیسی با فرمول $Fe_3O_4$.
۱۳ سولفید (Sulfides): دستهای از کانیها که از ترکیب یک عنصر با گوگرد تشکیل شدهاند.
۱۴ پیریت (Pyrite): سولفید آهن با فرمول $FeS_2$ که به "طلای ابلهان" معروف است.
۱۵ گالن (Galena): سولفید سرب با فرمول $PbS$.
۱۶ سولفات (Sulfates): دستهای از کانیها که دارای بنیان $SO_4$ هستند.
۱۷ هالید (Halides): دستهای از کانیها که از ترکیب یک فلز با یکی از عناصر گروه هالوژن (مانند کلر) تشکیل شدهاند.
۱۸ ژیپس (Gypsum): سولفات کلسیم آبدار با فرمول $CaSO_4 · 2H_2O$ که ماده اصلی گچ است.
۱۹ هالیت (Halite): کلرید سدیم با فرمول $NaCl$ که همان نمک خوراکی است.
۲۰ گرافیت (Graphite): یکی از آلوتروپهای کربن که نرم و سیاه رنگ است و در ساخت مغز مداد کاربرد دارد.
۲۱ کائولین (Kaolinite): یک کانی رسی با فرمول $Al_2Si_2O_5(OH)_4$ که در ساخت کاغذ و سرامیک استفاده میشود.
۲۲ فردریک موس (Friedrich Mohs): زمینشناس آلمانی که مقیاس سختی موس را ابداع کرد.
۲۳ تالک (Talc): نرمترین کانی با سختی ۱ در مقیاس موس.
