Download - Bevezetés az ásványtanba (nyitó előadás)
Bevezetés az ásványtanba(nyitó előadás)
előadó: Weiszburg Tamás egyetemi [email protected]
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig
• környezettan / környezetmérnök BSc
• kémia / vegyészmérnök BSc
• földtudományi / műszaki földtudományi BSc(pl. csillagász, geofizikus, geológus, meteorológus, térképész MSc szakok felé)
Érintett alapszakok
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig
Megjelenési hely
Természetes Mesterséges
A földön / földben
kőzetek, ércek pl. gránit, mészkő, bazalt, márvány, bauxit;
a talaj szervetlen alkotói
beton, salakok, tégla, timföld, csempék, padlóburkoló kőlapok
A vizekben az iszap és a lebegő hordalék jelentős része
szennyvíziszapok jelen-tős része, ipari tevé-kenység (pl. ércdúsítás) melléktermékei
A légkörben tengeri sókristályok a magaslégkörben, vulkáni finom por, lebegő és szálló természetes porok (földfelszínről, talajról)
kémények “füstje”, pernye, lebegő és szálló ipari porok
Az élőlényekben / emberben
szilárd vázelemek: karbonát (csigaház, kagyló), foszfát (csontok, fogzománc), kova (egysejtűek váza)“Kövek”: pl. Ca-oxalát (vesekő, növények kalciumraktározása)
csonthelyettesítő implantátumok (kerámia, fém ötvözetek), kerámia fogpótlás
Példák szilárd természetes és környezeti anyagokra
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig
geológiai ásványtan
környezeti ásványtan
anyagtudományi /mérnöki ásványtan
biomineralógia
ásvány-tani alap-kutatás
A 21. századi ásványtan helyzete és kapcsolatai
geológiai idő: igen / nem
anyag: természetes / mesterséges / élő
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig
ALAPFOGALMAK
Ásvány
Kőzet
Érc
Drágakő
Kristály
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig
Ásvány: természetes, kristályos, vegyület
A definíció jó, mert a lényeget megadja, de minden pontján támadható
Alapfogalmak 1.
ÁSVÁNY - DRÁGAKŐ
Drágakő: ásványváltozat
esztétikus megjelenés (ritka)
megmunkálhatóság, fizikai-kémiai ellenállóképesség
értékhordozó (kulturális, művészeti és anyagi)
hiedelmek, babonák, remények
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig
Ásványi anyag: 19. századi kémiai elnevezés a szervetlenvegyületek feloldásakor oldatba kerülő jellemző kationokra és anionokra.
Ásványi anyag ≠ ásvány !!!!!!
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig
Alapfogalmak 2.KRISTÁLY
A kristály fogalom történeti fejlődése:
1.Antik görög tudomány (“krüsztallosz” - örökre megfagyott jég = a kvarc víztiszta változata, hegyikristály)
2. A 18. századtól: szabályos sík lapokkal határolt, szimmetrikus külső megjelenésű anyagok
3. 1912-től: periodikusan ismétlődő szabályos belső rendű anyagok (röntgensugár elhajlási maximumok)
4. 1980/90-től: rövid és hosszú távon rendezett szerkezetű anyagok (a szemcseméret jelentősége)
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig
Alapfogalmak 3.KRISTÁLY
A kristály fogalom történeti fejlődése:
A “kristály” fogalmi ellentettje:
1.Antik görög tudomány : NINCS (a jég...)
2. A 18. századtól (külső megjelenés): AMORF
3. 1912-től (belső periodikus rend): (RÖNTGEN)AMORF
4. 1980/90-től (rövid és hosszú távon rendezett):RÖVID TÁVON RENDEZETT(RÖVID TÁVON SE RENDEZETT...)
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig
Alapfogalmak 4.KRISTÁLY
Mára az “AMORF” fogalom értelmét vesztette.
A természetes és velük analóg szilárd anyagok vagy
RÖVID (/közép) TÁVON RENDEZETTEK a környezeti ásványtan sok anyaga, pl. talaj-ásványok, nem konszolidált üledékek stb. alkotórészei, természetes kolloid rendszerek;üvegek
vagyRÖVID ÉS HOSSZÚ TÁVON RENDEZETTEK
a hagyományos ásványok (kb. 4000 faj)
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig
Kőzet: Nagy tömegben megjelenő ásványegyüttes (Föld, Föld típusú bolygók, meteoritok stb.)
Érc: olyan ásványegyüttes (kémiailag “keverék”), amelyből gazdaságosan fémet lehet kinyerni
Alapfogalmak 5.KŐZET - ÉRC
termésréz (Cu): ércásvány a múltbólkalkopirit (CuFeS2): mai ércásvány
bazalt: vulkánok építőanyaga
A társadalommal együtt változik
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig
KŐZET (ásványok - FÖLDI léptékben - nagy tömegű természetes keveréke)
Mi a különbség a kőzet és az érc között?
ÉRC (ásványok – bennük ércásványok - keveréke, amelyből gazdaságosan fémek nyerhetők ki) Általában csak EMBERI/IPARI léptékben jelentős tömegű.
Alapfogalmak 6.
O
Si
kvarc: SiO2trigonális
A csont, ami merevít minket, szintén ásvány
APATIT-CSOPORT
Ca5[PO4]3(OH,F,Cl)hexagonális
HIDROXILAPATIT
FLUORAPATIT
KLÓRAPATIT
APATIT- elemi cella
Ca5[PO4]3(OH,F,Cl)
hexagonális
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
3 10 20 30 40 50 60
abiogén apatit (Kanada)
dinosaurus csont (70 millió év)
jégkorszaki pocok csont
recens pocok csont
Abiogén és fosszilis biogén apatit röntgenpordiffrakciós képe
nem csontritkulásos combfejből(nő, menopausa előtt)
csontritkulásos combfejből(nő, menopausa után)
Az öregedés és a csontok
nem csontritkulásos combfej(nő, menopausa előtt – SEM felvétel)
csontritkulásos combfej(nő, menopausa után
– SEM felvétel)
0,04 mm
elhalt combfej (férfi) SEM felvétel)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
3 10 20 30 40 50 60
recens pocok
egészséges, emberi
csontritkulásos, emberi
necrosis, emberi
Különböző recens csontok röntgenpordiffrakciós képe
• Az abiogén és a biogén apatit azonos anyagok
• Különbségek:
képződési környezet
kristályméret (egy szemcse)
kristályrács egy szemcsén belül
abiogén nagy (μm–cm) jól rendezett
biogén apró (10–100 nm) sok hibával terhelt
Az öregedés és a csontok
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig
A kémiai elemek döntő többségének forrása a körülöttünk levő szilárd anyag...
Kocka alakú kősó- ill. konyhasókristályok (NaCl, Kalifornia)
– ezt tesszük a levesbe!!!
Na
Cl
A külső megjelenés tükrözheti a szerkezetet:
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig
A tél ásványai
Kősó – NaCl (és más sók, pl. KCl, MgCl2): az útra szórjuk, így a vízből sóoldat lesz, amelynek fagyáspontja 0 °C alatti, így csak nagy hidegben lesz jeges az út és a járda.
Hó, jég, jégvirág – H2Ohex : légnyomáson, 0 °C alatt a víz is ásvány...
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig
Az ásványok szépsége
Természetes: formák, kristálylapok
De: ez gyakran nem látszikturmalin apofillit gránát kvarc
jáspis (kvarc) achát (kvarc)
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig
Drágakövek: ritkák, szépek és kemények...
Gyémánt: mind közt a legkeményebb
Dél-afrikai gyémántok (kimberlit anyakőzetből)
A híres Koh-i-noor:„hegynyi fény” / „Fényhegy”
A hiedelmek szerint tulajdonosa uralja az egész világot
(Ma a brit koronát ékesíti)
Hope: a remény kék gyémántja
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig
Drágakövek: ritkák, szépek és kemények...
Rubin, zafír: a korund (Al2O3) nevű ásvány drágakő változatai
korund, színtelen
(Srí Lanka))
zafír, csillagzafír
rubin
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig
Drágakövek: ritkák, szépek és kemények...
Smaragd: a berill (Be-Al-szilikát) nevű ásvány drágakő változata
Az ásvány...
... és a drágakő
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig
Drágakövek: ritkák, szépek és kemények...
Kvarc (SiO2) és változatai
hegyikristály ametiszt
füstkvarc
citrin
tigrisszem sólyomszem
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig
Hiedelmek: Szépség – misztikumEzotéria – horoszkópGyógyító kövek
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig
A hétköznapok ásványai
A hintőpor, és alapanyaga, a talk: a legpuhább ásvány
nátrolit: természetes zeolitMosópor, zeolitokkal
Zeolitszerkezet: nagy üregekkel-csatornákkal, ioncserélő, adszorbens
A konyha ásványa: kősó (Lengyelország)
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig
az ELTE Ásvány- és Kőzettár
1117-Budapest
Pázmány Péter sétány 1/c
Az ásványok iránt érdeklődő diákokat várja tanulásra és kikapcsolódásra:
Weiszburg Tamás: Minerals, crystals, gemstones – from beauty to fears
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig
Weiszburg Tamás: Ásványok, kristályok, drágakövek – a szépségtől a félelemig