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Mineral – Kristall – Gestein
Minerale =
Kristalle =
Gestein =
feste Stoffe, die aus gleichartigen atomaren Bausteinen in gesetzmäßiger
und regelmäßiger Anordnung aufgebaut sind.
! Minerale sind durch chemische Formeln beschreibbar:
z.B.
Steinsalz
NaCl
Kalk
CaCO3
Quarz
SiO2
Minerale, die von ebenen Flächen gesetzmäßig begrenzt sind.
z.B. Steinsalz (NaCl )bildet Würfel aus;
Wenn ein Mineral (z.B. Calcit) oder ein gleichartiges Mineralgemenge
(z.B. Granit = Feldspat + Quarz + Glimmer) in großen Massen auftritt.
Entstehung eines Kristalls:
Flüssige Gesteinsschmelze (die atomare Bausteine sind beweglich)
"
Erstarrung (Die Teilchen verlieren die Beweglichkeit und liegen an
bestimmten Stellen des Körpers fest.)
a) rasche Erstarrung
! feste Körper, in dem die Teilchen gesetzlos angeordnet sind.
! Die Begrenzung hängt von zufälligen Außeneinflüsse ab.
! „gestaltloser“ Körper = amorpher Körper = „Glas“
Das physikalische Verhalten eines amorphen Körpers ist durch die zufällige Anordnung
der Teilchen nach allen Richtungen gleich = isotrop.
b) langsame Erstarrung
! Die Teilchen haben Zeit und Möglichkeit sich regelmäßig aneinanderzureihen.
! kristalline Körper, Kristalle
Jeder Kristall ist nach einem Kristallgitter (Abb.122.1) aufgebaut und gehorcht daher
auch bestimmten Kristallgesetzen.
Das physikalische Verhalten eines kristallinen Körpers ist durch ein
gesetzmäßige Anordnung der Teilchen richtungsgebunden = anisotrop
z.B. Schwefel
rasche Abkühlung
langsame Abkühlung
! amorph
! Kristalle
Bei der Entstehung eines Kristalls verbinden sich zuerst einige wenige Elementarteilchen
zu einem Kristallkeim. An sie lagern sich gesetzmäßig neue Teilchen an.
• Liegen die Kristallkeime in großen Abständen ! Große regelmäßige Kristalle
• Bei einseitiger Stoffzufuhr ! verzerrte Kristalle (Abb. 121.3 a+b)
• Bei zu geringer Stoffzufuhr kann das Flächenwachstum des Kristalls nicht mit dem
schnellen Wachstum der Kanten mithalten ! Kristallskelette (z.B. Schneekristalle)
• Liegen die Kristallkeime in geringen Abständen ! gegenseitige Wachstumshinderung
! Kristalldrusen (z.B. Amethystdrusen)
• Wenn sich zwei Kristalle in gesetzmäßiger Weise verbinden ! Kristallzwillinge
z.B. Schwalbenschwanzzwillinge: Berührung der Kristalle in einer Ebene;
z.B. Gipskristall
• Bilden sich gleichzeitig sehr viele Kristallkeime in geringen Abständen ! Kristalliner
Körper
• Sind die einzelnen Minerale so klein, dass sie mit freiem Auge nicht gesehen werden
können ! dichter Körper.
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Das Kristallwachstum folgt immer bestimmten Gesetzen:
1. Gesetz der Winkelkonstanz:
Die gleichen Flächen derselben Kristallart schließen bei allen Kristallen gleiche Winkel ein.
Natürliche Kristalle sind durch äußere Einflüsse beim Wachstum oft verzerrt, aber ihre
Flächenwinkel werden stets genau eingehalten.
2. Symmetriegesetz:
Alle Kristalle sind symmetrisch. Die Mannigfaltigkeit der Kristallformen läßt sich auf
gewisse geometrische Grundformen zurückführen.
! Man kann Kristalle nach der Art und Anzahl ihrer Symmetrieelemente in
7 Kristallsysteme (diese wieder in 32 Kristallklassen) einteilen.
(Gustav Tschermak, Wiener Mineraloge)
! Man untersucht dabei den Kristall, ob er ein
• Symmetriezentrum (jede Fläche hat eine parallele Gegenfläche) hat,
• Symmetrieebenen hat,
• und untersucht die Drehwertigkeit (Deckachsen D2, D2,D4,D6) !Folie (2 dimensional, 3
dimensional Buch S124).
System
Kubisch
Symmetrien
4 3-zählige
Achsen
Tetragonal 1 4-zählige
Achse
Bezugsachse
3 aufeinander senkrecht
stehende gleichlange Achsen
3 aufeinander senkrecht
stehende Achsen. Die
senkrecht stehende hat eine
andere Länge als die beiden
gleichlangen anderen
4 Achsen; eine parallel zur
6zähligen Achsen, die anderen
3 gleichlang, in einer Ebene
senkrecht zu ihr. Sie bilden
untereinander Winkel von 120°
hexagonal
1 6-zählige
Achse
trigonal
1 3-zählige
Achse
wie beim hexagonalen System
Nur 2-zählige
Achsen oder
Symmetrieebenen. 3
derartige Symmetrieelemente
senkrecht
aufeinander
1 Symmetrieebe
oder
1 2-zählige
Achse
oder beides
3 aufeinander senkrecht
stehende, verschieden lange
Achsen
Symmetriezentrum oder
keine Symmetrie
3 verschieden lange, in
verschiedenen Winkel
aufeinanderstehende Achsen
rhombisch
monoklin
triklin
Kristallformen
Würfel,
Oktaeder,
Rhombendodeka
eder,
Ikositetraeder
Vierseitige
Prismen und
Pyramiden
Kupferkies, Rutil,
Zirkon
Sechsseitige
Prismen und
Pyramiden
Apatit,
Beryll,
Graphit
Dreiseitige
Prismen,
Pyramiden und
Rhomboeder
Rhombische
Prismen und
Pyramiden
Calcit,
Quarz;
Kalkspat,
Magnesit
Baryt,
Schwefel,
Topas,
Olivin
3 verschieden lange Achsen; 2 Prismen mit
geneigten
davon bilden keinen rechten
Flächen
Winkel, die 3. steht auf der
durch sie beschriebenen Ebene
senkrecht
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Flächenpaare
Mineralien
Diamant,
Pyrit,
Steinsalz
Gips,
Muskovit
Anorthit,
Disthen,
Feldspat
Eigenschaften der Kristalle
Da die Kristallformen der Minerale meist nicht so ausgebildet sind, dass man sie deutlich
erkennen kann und auch voneinander zweifelsfrei unterscheiden kann, müssen weitere
Eigenschaften zum Bestimmen herangezogen werden.
Dazu gehören:
•
Farbe
a) Eigenfarbe z.B.: schwefelgelb, zinnoberrot,...
b) Fremdfarbe durch fremde Einschlüsse verursacht wie chemische und
mechanische Beimengungen.
z.B.: Quarz: Eigenfarbe
Bergkristall (farblos)
Fremdfarbe
Amethyst (violett)
Rosmarin (rosa)
Rauchquarz (rauchbraun)
Citrin (zitronengelb)
z.B.:Steinsalz: Tritt in vielen Farben auf
• Strich
Farbe des Mineralpulvers, das man durch Reiben auf einer farblosen rauhen
Porzellanplatte erzeugen kann.
Die Farbe des Minerals muß nicht mit der Farbe des Striches
übereinstimmen!
z.B.: Gold
Farbe: goldgelb
Strich: goldgelb
Pyrit (Katzengold) Farbe: goldgelb
Strich: grünlich–schwarz
• Glanz
Abhängig von: Durchsichtigkeit, Lichtbrechung, Gefüge und Oberflächenbeschaffenheit.
Glasglanz
Diamantglanz
Seidenglanz
Fettglanz
#
matt
Perlmuttglanz
Metallglanz
•
Spaltbarkeit und Bruch
Viele Mineralien lassen sich nach ebenen Flächen spalten. Diese
Spaltbarkeit ist abhängig vom Gitterbau der Kristalle:
Vollkommene Spaltbarkeit (z.B. Glimmer in eine Richtung)
"
keine Spaltbarkeit: muscheliger Bruch (z.B. Quarz)
•
Härte
(=Ritzhärte)
= Widerstand, den ein Mineral beim Ritzen mit einem scharfkantigen Material
entgegenbringt.
Friedrich Mohs (1773 - 1839): Deutscher Mineraloge:!zehnteilige Härteskala
Talk
01 ! mit Fingernagel schabbar
Steinsalz
02 ! mit Fingernagel ritzbar
Kalkspat
03 ! mit Kupfermünze ritzbar
Flußspat
04 ! mit Taschenmesser leicht ritzbar
Apatit
05 ! mit Taschenmesser noch ritzbar
Feldspat
06 ! mit Stahlfeile ritzbar
Quarz
07 ! ritzt Fensterglas
Topas
08 ! ritzt Quarz leicht
Korund
09 ! ritzt Topas leicht
Diamant
10 ! nicht ritzbar
Härte – richtungsabhängigkeit (!man kann daher z.B. Diamanten mit dem
eigenen Pulver schleifen!)
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Weitere Eigenschaften
•
•
•
•
Geruch
Geschmack (z.B. Salz)
Anfühlen (z.B. Talk – fettig)
Magnetismus
Bei guter Ausrüstung, z.B. in Labors sind noch weitere Untersuchungen möglich:
•
•
•
•
•
•
•
Fluoreszenz: z.B. Flourit (=Leuchterscheinung, bei Bestrahlung mit UV Licht)
Löslichkeit
Es entstehen Ätzfiguren beim Betropfen mit ätzenden Flüssigkeiten.
Verhalten vor dem Lötrohr – chem. Verhalten
Dabei wird die Schmelzreaktion des zu Pulver gestampftes Minerals und
Flammenverfärbung getestet. !Steinsalz (NaCl) ! Flamme ! gelb
Radioaktivität
Wird mit einem Spezialgerät, dem sogenannten Geiger- Müller- Zählrohr ermittelt und
die Intensität gemessen.
Wärmeverhalten
Auch die Wärmeausdehnung der Kristalle ist richtungsgebunden.
(z.B.: Ein zu einer Kugel geschliffener Kristall wird erwärmt ! Ellypsoid)
Elektrisches Verhalten
Verhalten von Röntgenstrahlen (Buch Seite 123 Bsp.: Steinsalz, Smaragd)
Röntgenstrahlen, die durch einen Kristall geschickt werde, zeigen ein charakteristisches Beugungsmuster.
Der Physiker Max von Laue (geb. 1897 bei Koblenz) bekam den Nobelpreis für das
Sichtbarmachen der Kristallgitterstrukturen mit Hilfe von Röntgenstrahlen. Ein
solcherart durchleuchteter Kristall hinterläßt auf einer fotografischen Platte ein
charakteristisches Beugungsbild (!„Laue Diagramm“), das die Symmetrieverhältnisse
in einem Kristall widerspiegelt.
R...Röntgenröhre
B...Blende
K...Kristall
P...Photoplatte mit Laue-Diagramm einer Würfelfläche
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Edelsteine und Schmucksteine
Versuch einer Definition:
Edelsteine =„Die Minerale, die ein schönes Aussehen besitzen und unseren Blick durch
ihr funkelndes Farbenspiel, ihre Transparenz und ihr Glanz fesseln“
Er soll Abnützungen widerstehen ! muß hart sein (Härte 7-10)
Er muß selten und modern sein.
Es gibt nur 4 „eigentliche“ Edelsteine: Diamant, Rubin, Saphir und Smaragd, alle anderen
sind „Halbedelsteine“ oder „Schmucksteine“.
Man kann aber auch Edelsteinimitationen kaufen und teilweise ist es heute sogar möglich,
Edelsteine synthetisch herzustellen. Synthesen sind Steine mit der gleichen chemischen
Zusammensetzung und den gleichen physikalischen Eigenschaften wie natürlich
gewachsene Steine, die sich von diesen nur dadurch unterscheiden, dass sie künstlich
hergestellt werden. Diese Herstellung ist aufwendig und kostspielig. Ein Steyrer, Paul
Knischka, entwickelt die synthetische Herstellung von Rubinen.
Edelsteine waren schon bei den „primitiven“ Völkern sehr begehrt da man ihnen
geheimnisvolle magische Eigenschaften und Heilkräfte zuschrieb. Außerdem „haben“ sie
eine Beziehung zu den Sternen. Gerade in der heutigen Zeit ist das Vertrauen auf die
Kräfte der Edelsteine wieder sehr modern geworden. Den Monaten und den Sternzeichen
sind bestimmte Glückssteine zugeordnet, die Glück und Gesundheit bringen sollen.
Sternzeichensteine:
Widder:
Stier:
Zwilling:
Krebs:
Löwe:
Jungfrau:
Waage:
Skorpion:
Schütze:
Steinbock:
Wassermann:
Fische:
Chalcedon, Rubin
Smaragd
Onyx
Karneol, Diamant
Peridot
Beryll, Onyx
Topas, Smaragd
Chrysopras, Rubin
Zirkon, Saphir
Amethyst, Obsidian
Jaspis, Obsidian
Saphir
Bearbeitung
Die Inder und Ägypter waren die ersten, die Steine bearbeiteten. Heute gibt es zahlreiche
Schliffarten:
Brilliantschliff, Altschliff, Achtkant, Rose, Treppen-Schliff, Ceylon-Schliff, SmaragdSchliff, Tafel-Schliff, Cabochon, Gemischter Schliff.
Die positiven optischen Eigenschaften sollen durch den Schliff betont werden, Fehler und
nachteilige Eigenschaften sollen unterdrückt werden. (Außerdem soll nicht zuviel Material
weggeschliffen werden.)
Gewichtsangabe
erfolgt in Karat; 1 Karat = 0.2 g (! 1g = 5 Karat)
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Dias
Diamant - H10
1) Diamant mit Ätzfiguren
22x55 mm
2) gelber Diamant
Korundgruppen - H9
3) Rubin oder
Karfunkelstein
Topas – H8
4) Topas
Ein Strich ist nicht möglich. Steigert die Energie, harmonisiert, heilt
und erweitert die Fähigkeiten.
Vorkommen: Brasilien, Australien und UdSSR
Mildert Depressionen, stärkt das Nervensystem, wirkt positiv auf die
Lunge, den Atem und die Lebensenergie ein (Nabelgegend bis hinauf
zum Scheitel).
Künstliche Herstellung in Steyr von Paul Knischka.
Vorkommen: Ceylon, Thailand, Burma
Strich ist weiß.
Gut für die Blutzirkulation, bei Herzleiden.
Gelb, rosa, blau, farblos (Fe, Chrom = farbgebend, weißer Strich)
Vorkommen: Brasilien, Cylan, SW- Afrika, UdSSR
Nervenberuhigend, für die Nieren, fördert klares Denken.
Berylle – H7.5 – H8
5) Smaragd
Vorkommen: Kolumbien, Ural, S- Afrika, Brasilien
Dunkelgrün, grasgrün (Chrom = farbgebend)
Gut für die Leber, Harmonie, Freundschaft, Treue, Offenheit. Er wird
oft als Verlobungsring verwendet. Ist fiebersenkend und heilt kranke
Augen.
Turmalin – H7 – H7.5
Grün, rot, blau, gelb, braun, schwarz, farblos (durch Chrom, Mangan,
Ni, Co, Ti)
weißer Strich
Vorkommen: Brasilien, USA, SW- Afrika, Ural, Ceylon
6) roter Turmalin = Rubellit Er ist leicht mit dem Rubin zu verwechseln. So war auch der „große
Rubin“ den König Gustav III. von Schweden 1786 Katharina der
Großen von Rußland schenkte, in Wirklichkeit ein Rubellit.
7) grüner Turmalin
Steigert die Liebesfähigkeit.
Quarzgruppe – H7
8,9) Bergkristall
Vorkommen: Alpen, UdSSR, Brasilien und Madagaskar
Heilwirkung bei Drüsen-, Gallen- und Herzbeschwerden, gut für den
Kreislauf, fördert die Selbstverwirklichung, und wirkt gegen
schreckliche Träume.
10) Rauchquarz
Brauner Bergkristall, dunkle Arten heißen Morion. Die Farbe entstand
durch die radioaktive Bestrahlung von Nachbargesteinen oder
Höhenstrahlung.
Vorkommen: Alpen, Ural, Brasilien, Madagaskar
11) Amethyst
Der bedeutendste Edelsteinvertreter aus der Gruppe der Quarze.
Violett durch Eisen, Mangan, Titan
weißer Strich
Vorkommen: Brasilien, Uruguay, Madagaskar, Ural und Ceylon
Gegen Hautunreinheiten, steht für die Keuschheit (Kardinalsstein),
Schutz gegen Trunkenheit. Fördert das Erreichen eines ruhigen,
körperlichen, geistigen und emotionalen Zustandes.
12) Amethystrosette
13) Rosenquarz
Stark rissig, kaum durchsichtig, hellrosa bis schwach violett durch
Mangan
Vorkommen: Österreich, Brasilien, USA, Ural
Steigert die Verstandskraft, macht lebensfroh und soll gegen Kopfweh
wirken.
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14) Zepterquarz
15) Milchquarz
16) Chalcedon
17,18) Achat
19) Opal
20) Quarz mit Rutil:
Weitere Quarzvarietäten
Granatgruppen - H6.5-H7
21) Grossular
22) Spessartin
Jadeit - H6 – H6.5
23) Jadeit oder Jade
Lapislazuli – H5 - H6
24) Lapislazuli
Türkis H5-H6
25) Türkis
Rhodochrosit - H4
26,27) Rhodochrosit
Malachit – H3.5 – H4
28) Malachit
Bernstein – H2 – H2.5
29) Bernstein
31x 22mm
Besteht aus feinen Quarzfasern. Farblich je nach eingelagerten
Beimengungen sehr verschieden.
Vorkommen: Brasilien, Indien
Gegen Schwächen und Unzufriedenheit.
Bekannteste Chalcedonvarietät
„Achatmandel“ innen oft mit Hohlraum.
Schützt vor Sturm und Blitzschlag, schärft die Sehkraft.
Vorkommen: Brasilien, Uruguay
Amorpher Quarz (rasche Erstarrung)
Wasserhältig
Zweideutig, bringt eher Unglück
Beliebter Schmucksteine (Trachtenschmuck) in allen Farben außer
blau
Citrin, Tigerauge, Avanturin (=grün)
Beliebte Schmucksteine (besonders die Roten) Trachtenschmuck
Meist grün
Name von gossularia = Stachelbeere
Vorkommen: selten, Pakistan
Orange bis rotbraun, oft 7cm große Kristall
Vorkommen: Kalifornien
Grün
Vorkommen: Italien, Burma, China, Japan
Verwendung zu Schmuck, Zier- und Kultgegenstände
Farbe: lasurblau
Gestein aus verschiedenen Mineralien
Empfindlich gegen Seife und heiße Bäder, für Harmonie, Symbol des
Mystischen
Vorkommen: Afghanistan, UdSSR, Chile
Bleicht im Sonnenlicht und durch Schweiß
Steigert die verbale Fähigkeiten, ist fiebersenkend und hilft gegen den
bösen Blick (Tibet)
Name aus dem Griechischen = rosenfarbig
Vorkommen. Argentinien, Peru
Empfindlich gegen Hitze und Säuren
Vorkommen: USA, Ural, Australien
Der Bernstein, sowie die Korallen und die Perlen sind nicht
mineralische Schmucksteine. Bernstein ist organisch entstandenes,
fossiles Harz von Nadelbäumen.
Farbe honiggelb bis braun
Strich ist weiß
Er ist brennbar und empfindlich gegen Alkohol und Säuren und heiße
Bäder!
Test ob echt, in konzentrierter Salzlösung!
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