Mineral - Kristall - Gestein

Mineral - Kristall - Gestein

Minerale = feste Stoffe, die aus gleichartigen atomaren Bausteinen in gesetzmäßiger und regelmäßiger Anordnung aufgebaut sind.
ð Minerale sind durch chemische Formeln beschreibbar:
z.B. Steinsalz NaCl
Kalk CaCO3
Quarz SiO2
Kristalle = Minerale, die von ebenen Flächen gesetzmäßig begrenzt sind.
z.B. Steinsalz (NaCl )bildet Würfel aus;
Gestein = 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)
ò
Erstarrung (Die Teilchen verlieren die Beweglichkeit und liegen an bestimmten Stellen des Körpers fest.)

a) rasche Erstarrung
ð feste Körper, in dem die Teilchen gesetzlos angeordnet sind.
ð Die Begrenzung hängt von zufälligen Außeneinflüsse ab.
ð "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
ð Die Teilchen haben Zeit und Möglichkeit sich regelmäßig aneinanderzureihen.
ð 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 ð amorph
langsame Abkühlung ð 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 ð Große regelmäßige Kristalle Bei einseitiger Stoffzufuhr ð verzerrte Kristalle (Abb. 121.3 a+b) Bei zu geringer Stoffzufuhr kann das Flächenwachstum des Kristalls nicht mit dem schnellen Wachstum der Kanten mithalten ð Kristallskelette (z.B. Schneekristalle) Liegen die Kristallkeime in geringen Abständen ð gegenseitige Wachstumshinderung ð Kristalldrusen (z.B. Amethystdrusen) Wenn sich zwei Kristalle in gesetzmäßiger Weise verbinden ð Kristallzwillinge

z.B. Schwalbenschwanzzwillinge: Berührung der Kristalle in einer Ebene;
z.B. Gipskristall

Bilden sich gleichzeitig sehr viele Kristallkeime in geringen Abständen ð Kristalliner Körper Sind die einzelnen Minerale so klein, dass sie mit freiem Auge nicht gesehen werden können ð dichter Körper.

Das Kristallwachstum folgt immer bestimmten Gesetzen:

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.

Symmetriegesetz:

Alle Kristalle sind symmetrisch. Die Mannigfaltigkeit der Kristallformen lässt sich auf gewisse geometrische Grundformen zurückführen.
ð Man kann Kristalle nach der Art und Anzahl ihrer Symmetrieelemente in
7 Kristallsysteme (diese wieder in 32 Kristallklassen) einteilen.
(Gustav Tschermak, Wiener Mineraloge)
ð 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) ðFolie (2 dimensional, 3 dimensional Buch S124).

System	Symmetrien		Bezugsachse	Kristallformen	Mineralien
Kubisch	4 3 - zählige Achsen		3 aufeinander senkrecht stehende gleichlange Achsen	Würfel, Oktaeder, Rhombendodekaeder, Ikositetraeder	Diamant, Pyrit, Steinsalz
Tetragonal	1 4 - zählige Achse		3 aufeinander senkrecht stehende Achsen. Die senkrecht stehende hat eine andere Länge als die beiden gleichlangen anderen	Vierseitige Prismen und Pyramiden	Kupferkies, Rutil, Zirkon
hexagonal	1 6 - zählige Achse		4 Achsen; eine parallel zur 6zähligen Achsen, die anderen 3 gleichlang, in einer Ebene senkrecht zu ihr. Sie bilden untereinander Winkel von 120°	Sechsseitige Prismen und Pyramiden	Apatit, Beryll, Graphit
trigonal	1 3 - zählige Achse		wie beim hexagonalen System	Dreiseitige Prismen, Pyramiden und Rhomboeder	Calcit, Quarz; Kalkspat, Magnesit
rhombisch	Nur 2 - zählige Achsen oder Symmetrieebenen. 3 derartige Symmetrieelemente senkrecht aufeinander		3 aufeinander senkrecht stehende, verschieden lange Achsen	Rhombische Prismen und Pyramiden	Baryt, Schwefel, Topas, Olivin
monoklin	1 Symmetrieebe oder 1 2 - zählige Achse oder beides		3 verschieden lange Achsen; 2 davon bilden keinen rechten Winkel, die 3. steht auf der durch sie beschriebenen Ebene senkrecht	Prismen mit geneigten Flächen	Gips, Muskovit
triklin	Symmetriezentrum oder keine Symmetrie		3 verschieden lange, in verschiedenen Winkel aufeinanderstehende Achsen	Flächenpaare	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 ó 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)
ò
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:ðzehnteilige Härteskala
Talk 01 ð mit Fingernagel schabbar
Steinsalz 02 ð mit Fingernagel ritzbar
Kalkspat 03 ð mit Kupfermünze ritzbar
Flußspat 04 ð mit Taschenmesser leicht ritzbar
Apatit 05 ð mit Taschenmesser noch ritzbar
Feldspat 06 ð mit Stahlfeile ritzbar
Quarz 07 ð ritzt Fensterglas
Topas 08 ð ritzt Quarz leicht
Korund 09 ð ritzt Topas leicht
Diamant 10 ð nicht ritzbar

Härte - richtungsabhängigkeit (ðman kann daher z.B. Diamanten mit dem eigenen Pulver schleifen!)
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. ðSteinsalz (NaCl) ð Flamme ð 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 ð 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 (ð"Laue Diagramm"), das die Symmetrieverhältnisse in einem Kristall widerspiegelt.




R...Röntgenröhre B...Blende K...Kristall P...Photoplatte mit Laue - Diagramm einer Würfelfläche
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 ð 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: Chalcedon, Rubin
Stier: Smaragd
Zwilling: Onyx
Krebs: Karneol, Diamant
Löwe: Peridot
Jungfrau: Beryll, Onyx
Waage: Topas, Smaragd
Skorpion: Chrysopras, Rubin
Schütze: Zirkon, Saphir
Steinbock: Amethyst, Obsidian
Wassermann: Jaspis, Obsidian
Fische: 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, Smaragd - Schliff, 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 (ð 1g = 5 Karat)
Dias

Diamant - H10
1) Diamant mit Ätzfiguren 22x55 mm	Ein Strich ist nicht möglich. Steigert die Energie, harmonisiert, heilt und erweitert die Fähigkeiten.
2) gelber Diamant	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).
Korundgruppen - H9
3) Rubin oder Karfunkelstein	Künstliche Herstellung in Steyr von Paul Knischka. Vorkommen: Ceylon, Thailand, Burma Strich ist weiß. Gut für die Blutzirkulation, bei Herzleiden.
Topas - H8
4) Topas	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.

14) Zepterquarz	31x 22mm
15) Milchquarz
16) Chalcedon	Besteht aus feinen Quarzfasern. Farblich je nach eingelagerten Beimengungen sehr verschieden. Vorkommen: Brasilien, Indien Gegen Schwächen und Unzufriedenheit.
17,18) Achat	Bekannteste Chalcedonvarietät "Achatmandel" innen oft mit Hohlraum. Schützt vor Sturm und Blitzschlag, schärft die Sehkraft. Vorkommen: Brasilien, Uruguay
19) Opal	Amorpher Quarz (rasche Erstarrung) Wasserhältig Zweideutig, bringt eher Unglück
20) Quarz mit Rutil:	Beliebter Schmucksteine (Trachtenschmuck) in allen Farben außer blau
Weitere Quarzvarietäten	Citrin, Tigerauge, Avanturin (=grün)
Granatgruppen - H6.5 - H7	Beliebte Schmucksteine (besonders die Roten) Trachtenschmuck
21) Grossular	Meist grün Name von gossularia = Stachelbeere Vorkommen: selten, Pakistan
22) Spessartin	Orange bis rotbraun, oft 7cm große Kristall Vorkommen: Kalifornien
Jadeit - H6 - H6.5
23) Jadeit oder Jade	Grün Vorkommen: Italien, Burma, China, Japan Verwendung zu Schmuck, Zier - und Kultgegenstände
Lapislazuli - H5 - H6
24) Lapislazuli	Farbe: lasurblau Gestein aus verschiedenen Mineralien Empfindlich gegen Seife und heiße Bäder, für Harmonie, Symbol des Mystischen Vorkommen: Afghanistan, UdSSR, Chile
Türkis H5 - H6
25) Türkis	Bleicht im Sonnenlicht und durch Schweiß Steigert die verbale Fähigkeiten, ist fiebersenkend und hilft gegen den bösen Blick (Tibet)
Rhodochrosit - H4
26,27) Rhodochrosit	Name aus dem Griechischen = rosenfarbig Vorkommen. Argentinien, Peru
Malachit - H3.5 - H4
28) Malachit	Empfindlich gegen Hitze und Säuren Vorkommen: USA, Ural, Australien
Bernstein - H2 - H2.5
29) Bernstein	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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