يوجد في الجيولوجيا فرع يركز على دراسة المادة البلورية التي تتشكل بشكل طبيعي. يتعلق الأمر بـ علم البلورات. هو علم يهتم بدراسة القوانين التي تحكم تشكل البلورات وخصائصها الهندسية والكيميائية والفيزيائية. نظرًا لوجود خصائص مختلفة للبلورات، يتم تقسيم علم البلورات إلى عدة فروع.
سنخبرك في هذه المقالة بجميع خصائص ودراسات وأهمية علم البلورات.
فروع علم البلورات
نظرًا لأنه علم يدرس تكوين البلورات وجميع خواصها الهندسية والكيميائية والفيزيائية ، يتم تصنيف الفروع المختلفة:
- علم البلورات الهندسي. يركز على دراسة التكوينات الهندسية.
- علم البلورات الكيميائي أو علم البلورات الكيميائي. كما يوحي الاسم، فهو يركز على كيمياء البلورات.
- علم البلورات الفيزيائية أو الفيزياء البلورية. ويركز على دراسة الخصائص الفيزيائية للبلورات.
في جزء علم البلورات الهندسي ، تمت دراسة التشكل الخارجي للبلورات وتماثل أجزائها. يؤخذ في الاعتبار أيضًا تناسق الشبكات التي تشكل البلورة. لذلك ، فهو ليس نوعًا من العلوم المرئية فحسب ، بل هناك حاجة أيضًا إلى مجاهر قوية. عند معالجة المادة البلورية من وجهة نظر عيانية ، يجب اعتبارها وسيطًا متجانسًا ومستمرًا. لها خصائص متباينة الخواص ومتماثلة. عندها عند دراسة تناظر البلورات ، يجب التعامل معها على أنها وسط متجانس ومنفصل له خصائص فريدة تعتمد على أصل تكوينها.
عندما ندرس علم البلورات الكيميائي نركز عليه ترتيب الذرات في المادة البلورية. أي أنه يركز على دراسة التركيب الداخلي والخارجي للبلورة. في هذه الحالة، يجب إدخال مفهوم البلورة الحقيقية، حيث يجب أن تؤخذ في الاعتبار أي عيوب قد تكون موجودة فيها، على عكس ما يحدث مع علم البلورات الهندسي. يمكن القول أن علم البلورات هو أحد الفروع المشتقة من دراسة المعادن. وعلاوة على ذلك، فمن المثير للاهتمام أن نستكشف كيف تتشكل البلورات في طبقات وكيف يؤثر ذلك على خصائصه.
أخيرًا ، عندما ندرس علم البلورات الفيزيائي نحن نركز على الخصائص الفيزيائية للبلورات. بمجرد دراسة هذه الخصائص الفيزيائية ، يتم إجراء محاولة لربط التركيب الكيميائي والتركيب. بهذه الطريقة ، يمكن الحصول على معلومات من البلورة بأكملها.
علم المعادن التطبيقي
كما ذكرنا من قبل ، علم المعادن هو جزء من العلم داخل الجيولوجيا المسؤول عن دراسة المعادن. له علاقة وثيقة مع علم البلورات لأنه يدرس التركيب الكيميائي والبنية البلورية والخصائص الفيزيائية وظروف نشأة كل من البلورات والمعادن الأخرى.
علم المعادن يمكن تقسيمها إلى معادن كيميائية وفيزيائية ومغناطيسية. هناك أيضًا أنواع أخرى من علم المعادن التطبيقي مثل علم المعادن الحتمي والوصفي وتكوين المعادن.
الكيمياء هي المسؤولة عن دراسة الخصائص الكيميائية للمعادن. وفي قسم علم المعادن الفيزيائي، يركز على دراسة الخصائص الميكانيكية والكهربائية والبصرية والمغناطيسية للمعادن المختلفة. وبهذا المعنى، من المثير للاهتمام كيف يمكن للمعادن أن تظهر خصائص مختلفة اعتمادًا على بيئتها وتكوينها في الطبيعة، على غرار ما يحدث مع البراكين ونشاطها.
ضع في اعتبارك أن علم المعادن نشأ كعلم تطبيقي في الجيولوجيا. كان استخدامه مخصصًا تمامًا للرواسب المعدنية التي كانت مفيدة للإنسان. إن دراسة فائدة كل منها وتطورها الكامل منذ الأزمنة الأولى جعلت الجانب الوصفي للمعادن الجديدة التي تم اكتشافها أمرًا مهمًا. بهذه الطريقة يتم تمثيل الأعمال الأولى التي تتناول المعادن. في وقت مبكر من أرسطو كان كتاب الأحجار موجودًا في 315 قبل الميلاد. قوانين روما دي ليل وهاوي بشأن خصائص المادة البلورية سمح بتحسين طرق تحديد المعادن على نطاق واسع.
استندت التحديدات الكلاسيكية على أوصاف الخصائص الفيزيائية الأكثر وضوحًا والتي يمكن ملاحظتها في المعدن. كل هذا مع الأخذ بعين الاعتبار أنه ليس من الضروري استخدام معدات معقدة ومتطورة لتسليط الضوء على خصائص المعدن أو البلورة المعنية. وفي وقت لاحق، ومع استخدام المجهر الاستقطابي، سمح بتحقيق تقدم كبير في تقنية تحديد المعادن والبلورات.
التركيب في علم البلورات وعلم المعادن
تعتبر دراسة التركيب الكيميائي وتحديده أمرًا مهمًا في جميع الدراسات البلورية والمعدنية. ومع ذلك ، فإن هذا التركيب الكيميائي وحده لا يكفي تحديد جميع المعادن والبلورات الموجودة. وهناك كاتيونات معينة قابلة للتبديل مثل الميكا والكلوريت والعقيق والزيوليت وبعض المعادن المختلفة التي تتوافق مع مركبات ذات تركيبة كيميائية متطابقة. على سبيل المثال ، لدينا الماس والجرافيت معادن مختلفة ولكن بتركيبة كيميائية متطابقة. هناك أيضا الأراجونيت والكالسيت.
يعتبر ولادة العلم المسمى علم البلورات هو الوقت الذي كان فيه ستنسن يعرض ثبات الزوايا ثنائية الأضلاع لوجوه بلورات الكوارتز. من هناك تصبح الاكتشافات اللاحقة عامة. وكان هناك العديد من الاكتشافات لعناصر وإمكانيات التحليل الكيميائي التي أدت إلى العديد من الجدل في عالم علم البلورات.
البلورة ليست أكثر من مادة صلبة في حالة بلورية، تظهر في ظل ظروف تكوين معينة على شكل متعدد السطوح. من أهم خصائص البلورة أنها تكون محدودة بأوجه بلورية. إذا كنت تريد أن تتعلم المزيد عن تكوين هذه المواد الصلبة في الطبيعة، فسوف تكون مهتمًا بمعرفة الأشكال المختلفة لـ تتبدد الغيوم فيما يتعلق بدورة المياه.
هناك أنواع مختلفة من الزجاج ، دعنا نرى ما هي:
- بلورة واحدة: يتم تعريفه على أنه بلورة واحدة. كل بلورة من العقيق تشكل بلورة واحدة.
- ركام الكريستال: يتم تعريفه على أنه مجموعة من البلورات الصغيرة التي تنمو معًا. يمكن أن تظهر في أشكال مختلفة.
- الهيكل البلوري: إنه ترتيب دوري ومنظم لثلاثة أبعاد في الفضاء تتكون من ذرات مادة صلبة في حالة بلورية.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن علم البلورات وما تدرسه.