Gеologiya va minerologiya asoslari ” fanidan o’quv- uslubiy majmua bakalavriat yо`nalishlari: barcha ta’lim yо`nalishlari uchun urganch-2012 Mundarija

MAVZU: Kristall jismlarni o’rganish.
Mashg’ulotning maqsadi. Yer po’stida tarqalgan turli xildagi amorf va kristall jismlarni o’rganish. Mavjud kristall jismlar asosida kristall tuzilishi aniqlanadi. Amorf jismlar aniqlanadi.
Kerakli asbob va materiallar.
1.amorf va kristal jismlarning fazoviy kristall panjalari chizmasi
2. turli xildagi minerallar koleksiyasi.
3. olmos.
4. tosh tuzi.
5.tog’ xrustali.
6.perit.
7.amorf shakldagi jismlar.(suv, simob, shisha).


Minerallarning tashki kurinishi.

Amorf va kristall jismlar. Yer pustidagi qattiq mineral jismlar ko’pinchaaqin bir shaklda ko’p yoqli geometrik kurinishda bulib, ularning oz qismigini ma’lum bir shaklga ega bo’lmasligi mumkin. Aniq mineral jismlar – kristallar ,aniq bir shaklga ega bulmagan minerallar esa amorf jismlar deyiladi. Yunoncha “kristallos”-qattiq jism yoki muz “amorf” shaklsiz demakdir.

Kristallar-qonuniy ichki tuzilishi sababli muayyan tashqi ko’rinishga ega bo’ladi. Ulani tashkil etgan zarralar (ion, atom va molekulalar) malum tartib va masofada joylashib fazoviy panjarani, ya’ni kristall panjarasini vujudga keltiradi.
Masalan, tosh tuzi kub shaklida kristallanadi va uning ichida xam kub shaklidagi kristal panjarasi mavjud. Grafit va olmos xam o’ziga xos kristall panjaralariga ega.
Amorf mineral deb, ma’lum bir geometrik shakilga ega bo’lmagan va ichki tuzilishi betartib yoki kristal panjarasi bo’lmagan minerallarga aytiladi.
Yer po’stidagi qattiq minerallarning 98%i kristallar va atigi 2%i amorf jismlardir.
Kristallarning fizik-ximiyaviy xossalari, paydo bo’lishi va boshqa xususiyatlarini o’rganuvchi fan kristallografiya deyiladi. Bu fan kristallarning xossalarini o’rganish usuliga qarab:1) geometrik kristallografiya; 2) fizik kristallografiya yoki krastallofizika; 3) ximiyaviy kristallografiya yoki kristalloximiya va 4) optik kristallografiya yoki kristollooptikaga bulinadi.
Geometrik kristallografiya usulida kristallar tashqi ko’rinishi, jumladan, simmetriya xossalariga qarab o’rganiladi. Kristallofizika minerallarni rentgan nurlari ostida tekshirib, ularning ichki fazoviy panjarasini, bu panjarani xosil qiluvchi zarralar- ion, atom va molekulalarning bir biriga qancha kuch bilan tortilib turishini xamda ular orasidagi masofani aniqlaydi. Zarralar oralig’i angestrem o’lchovi birligi bilan o’lchanadi. Angstrem 1 sm ning 100mln dan bir bo’lagi, ya’ni 10 -8 sm ga teng.
Ximiyaviy kristallografiya yoki kristalloximiya kristall jismlar qanday ximyaviy elemetdan tashkil topganligini o’rganadi.
Optik kristallografiya yoki kristollooptika kristallardan nur tulqinlarining o’tishi qonunichtlarini o’rganadi. Minerallarning optik kursatgichlari ularning shakllari, tarkibi va simmetriya qonuniyatlarini o’rganadi.
Kristallar. Minerallarni aniqlash belgilaridan ularning tashqi kristallografik shakllanishidir.kristallarning shakli ulardagi zarralar atom (ion) va molekulalarning qonuniy joylashishiga bog’liq. Amorf (nokristall) moddalarda zarralar tartibsiz joylashgan bo’ladi. Biror mineralda zarralarning to’g’ri fazoviy joylashishi kristallning strukturasi yoki uning kristall panjarasini xosil qiladi. Kristall panjara xosil qilgan ko’p yoqli jismlar kub, paralelopiped, prizma, romboedr va oshqalarning uchlarida, yoqlarining markazida yoki o’rtasida ionlar, atomlar bir-biri bilan juda aniq oraliqda joylashgan bo’ladi.ular kristall panjaraning tugunchalarini vujudga keltiradi. Kristallarning strukturasi juda xilma-xil bo’lib, ular kristallarning tashqi kurinishida aks etadi. Kristallar strukturasi ularning ximyaviy tarkibiga bevosita bog’liq: ma’lum bir tarkibga ega minerallarning o’zigi xos shakli bo’ladi.
Kristallar strukturasi atomli; ionli (panjara tugunlarida ionlar joylashadi) va radial ionli ( panjara tugunlarida radial ionlar ya’ni ionlar gruppasi joylashadi) strukturalarga bo’linadi.
Xozirgi vaqtda kristallar strukturasi asosan rentgan nurlari yordamida o’rganilmoqda.
Kristallarning strukturasi xaqidagi ta’limotni 19-asr oxirida rus kristallograf olimi Ye.S.Fyodrov yaratgan. U kristall zarralar fazoda joylashuvining 230 qonunini aniqlagan.
Kristallarning yoqlari (yoki kristallarni chegaralovchi tekisliklar), qirralari (yoqlari kesishgan nuqtalari) ajratiladi.
Kristallografiyaning eng muxim xulosalaridan biri-bir xil jism kristallarining ma’lum yoqlari orasidagi burchaklar bir xil va doimiy bo’lishi qonunidir. Bu qonun minerallarning kristallari burchaklarini o’lchash yuli bilan aniqlashga imkon beradi. Yoqlar orasidagi burchakning doimiyligi kristallarning o’zicha o’sishida kristall yoqlarining esa o’z o’zidan parallel surilishidan kelib chiqadi. Bir mineral kristallning yoqlari orasidagi burchaklar doimiy bo’lganda kristallarning kattaligi va yoqlarining shakli o’zgarishi mumkin, lekin uning ichki tuzilishi o’zgarmay qoladi.
Odatda fizik ximyaqiy xususiyatga qarab kristallarning xamma yoqlari bir xil o’smaydi. Shuning uchun bir xil mimneral kristallarning tashqi kurinishi bir biridan keskin ajralib turadi. Yoqlar burchagining doimiyligi qonuni, xatto kristallarning eng kichik parchalaridagi yoqlarga qarab xam minerallni aniqlashga yordam beradi.
Yer burchagining doimiylik qonuni, shuningdek, xar bir kristall tabbiy o’sganda vujudga kelishi mumkin bo’lgan shaklni yaratishga imkon beradi.
Kristallarning simmetrigligi ularning yoqlari, qirralari va uchlarining to’g’ri takrorlanishidadir.
Olti yoqli to’g’ri prizma shaklidagi kristall vertikal o’q atrofida 60 gradus ga aylantirsa uning xamma yoq, qirra va uchlari boshlang’ich xolatidan to’la bir marta o’rin almashadi. Demak bu kristall simmetrik xususiyatga ega ekan.
Simmetriya o’qi deb shunday bir to’g’ri chiziqqa aytiladiki, kristallni uning atrofidan ma’lum bir burchakka aylantirganda uning cheklovchi elemenlari to’g’ri takrorlanib turadi. Simmetriya o’qi lotincha L xarfi bilan ifodalanadi. Kristallni to’la bir marta aylantirganda xar xil kristallar boshlang’ich xolatidan 2,3,4 yoki 6 marta o’rin almashishi mumkin, shuning uchun simmetriya o’qlari xar turli ko’rinishda bo’ladi.
Simmetriya tekisligideb kristall orqali fikran o’tkazilgan va uni ko’zgudagi aksidek bir biriga monand bulaklarga ajratadigan tekislikka aytiladi. Simmetriya tekisligi lotincha R xarfi bilan ifodalanadi. Xar xil shakldagi kristallar turli miqdordagi simmetriya tekisligiga ega bo’ladi. Simmetriya tekisligi kub shaklidagi kristallarda 9 ta, olti qirrali prizmalarda 7 ta uch yoqli przmalarda 4 ta bo’ladi.
Simmetriya o’qi va tekisligadan tashqari simmetriya markazi xam bo’ladi. U kristall ichidagi shunday nuqtaki, qarama-qarshi yo’nalishdagi xamma cheklovchi elementlar (parallel yoqlar va uchlar) undan teng oraliqda joylashgan bo’ladi. Simmetriya markazi S xarfi bilan ifodalanadi. Ba’zi bir kristallarda masalan uch yoqli prizmada simmetriya markazi bo’lmaydi.
Simmetriya o’qi tekisligi va markazi simmetriya elemetlari deyiladi. Ularning soni kristallarning ichki tuzilishiga bog’liq va qattiy cheklangandir. Rus olimi A.V.Gadolin 1869 y kristallrda simmetriya elementlarining 32 xil kombinasiyasi bo’lishini isbotladi va ularni simmetriya klasslari yoki simmetriya turlari deb atadi. Simmetriya klasslari murakkablik darajasiga kura shartli ravishda yettita yirik guruppa yoki sistemaga bo’linadi va ular singoniyalar deb ataladi.
Bular: 1.triklin. 2.monoklin. 3. rombik. 4. trigonol. 5. geksogonal. 6. tetrogonal yoki kvadrat va 7. kub singoniyalaridir.
Triklin singoniyaga kiruvchi kristallarda simmetriya elementlaridan birgina simmetriya markazi bo’ladi yoki simmetriya elementlari mutlaqo bo’lmaydi. Bu quyi kategoriyadagi singoniya xisoblanadi.
Monoklin singoniya bitta simmetriya tekisligi yoki bitta ikkinchi tartibli simmetriya o’qi yoki unisi xam bunisi xam bo’lib, yana markazi xam bo’lgan simmetriya shakli kiradi.
Rombik singoniya kristallarida bitta yoki uchta ikkinchi tartibli simmetriya o’qi va bir vaqtning o’zida ikkita yoki uchta simmetriya tekisligi (L2 2P yoki 3L2 3PC) yoki simmetriya tekisligisiz (3L2) uchta ikkinchi tartibli simmetriya o’qi bo’ladi. Bu singoniyada barit topaz, markazit, antimonit singari minerallar kristallanadi.
Trigonal va geksoganal singoniya kristallrining shakli juda uxshash bo’lganligi uchun ba’zan ularning ikkalasini birgalikda geksogonal singoniya deb ataydilar. Trigonal singoniyada simmetriya elementlarining eng kup yig’indisi L3.6 3P2 3PC bo’lsa geksogonal singoniyada L.6 6L2 7PC dir.
Trigonal singoniya kristallari kupincha romboedr shaklida geksogonal singoniya kristallari – olti qirrali przma, oltinchi tartibli simmetriya o’qiga tik kesilgan yoki geksoganal yoki digeksogonal piramidalar bilan qoplanganday ko’rinadi. Trigonal singoniya kristallar romboedr shaklida buladi. Korund va kvars xam shu singoniyaga kiradi. Kvars kupincha geksoganal prizma shaklida uchraydi.
Tetrogonal yoki kvadrat singoniya kristallarida albatta bitta to’rtinchi tartibli simmetriya o’qi buladi. Shu o’qqa tik bo’lgan qirqim odatda kvadrat yoki sakkiz burchakli bo’ladi.bu singoniya simmetriya elementlarining eng kata yig’indisi L4 4L2 5PCdir.
Kub singonyasi kristallariga kub to’g’ri tetroedr oktoedr kabilar kiradi. Kub singoniyasining elementlar yig’indisi L4 4L3 6L2 9PCdir.
Ba’zi bir minerallar birga o’sgan krestallardan tarkib topib ikki qo’shoq, uch qo’shoq va x.k.bo’ladi. Ular g’ayri tabiiy o’sgan agregatlar masalan druza ko’rinishidan farq qiladi.
Tabiatda bir xil ximiyaviy tarkibli, bir biriga yaqin jisimlar ko’pincha xar xil xolatlarda uchrab ular turli ko’rinishda bo’ladi xamda o’zining aloxida kristolografik shakli yoki nokristal ichki tuzilishi bilan ajratiladi. Masalan yer po’stida temir oksidlari paydo bo’layotganda gematit, magnitit minerali shaklida kristallanadi. Bu minerallarning kristalli tuzilishi bir xil bo’lsada ularning shakli turlichadir. Lekin temir oksidi amorf xolatida gidrogiotid ya’ni qo’ng’gir temir toshning qirralari bo’lmaydi. U ko’pincha amorf xolatdi bo’ladi.
Amorf jisimlar. Jisimning amorf tuzilaishiga sabab uni tashkil qiluvchi zarralarning betartib joylashishidir. Amorf jisimlar suyuq issiq yoki sovuq eritmaga o’xshash xolatda bo’ladi. Tabiiyki, bunday sharoitda amorf minerallarning fizik xossalari xamma yo’nalishlarda bir xil bo’ladi. Xamma yo’nalishlarda bir xil xossaga ega bo’lgan minerallar izotrap minerallar deyiladi. Amorf jisimlar o’ziga xos qattiq suyuqlik bo’lib qizdirilgandi ularning ma’lum bir erish xarorati yo’q. Shkning uchun ular erimay fao’at yumshaydi.
Laboratoriya mashg’ulotlarida simmetriya elementlari va singoniyalarini aniqlash uchun yog’ochdan, oynadan, plastmassa yoki ganchdan tayyorlangan modellardanyoki yaxshi qirralangan yirik tabiiy kristallardan foydalaniladi. Xaar bir kristallning simmetriya markazi, simetriya o’qi, simetriya tekisligi singari simetriya elementlari aniqlangach o’rganilayotgan kristal qaysi singoniyaga mansub ekanligi belgilanadi.