Телец Телец
Стихия – Земля
Планета управитель – Венера
Таран Таран
Стихия – Земля
Планета управитель – Ардвисура Анахита
Главная Карта сайта Обратная связь Помощь

Твердость

shkalamoosaТвердость минерала определяется сравнительной легкостью или трудностью, с которой его можно поцарапать. Более твердый минерал царапает более мягкий, и наоборот. В начале 19 в. австрийский минералог Ф.Моос расположил 10 минералов в порядке возрастания их твердости. С тех пор они используются как эталоны относительной твердости минералов. Любому минералу может быть присвоено значение по шкале Мооса, с возрастающим значением от 1 (мягкий, как тальк) до 10 (твердый, как алмаз). Твердость не следует путать с прочностью или жесткостью. Очень твердые минералы, включая алмаз, могут быть достаточно хрупкими. Твердость напрямую связана с химическим составом. Большинство гидратированных минералов, то есть минералов, содержащих молекулы воды, относительно мягки, как и галогениды, карбонаты, сульфаты, фосфаты и большинство сульфидов. Большая часть безводных оксидов, а также силикаты относительно тверды (выше 5 баллов по шкале Мооса).

  

Шкала твердости Мооса

  

Твердость

Минерал

Характеристики

1

Тальк

Легко царапается ногтем

2

Гипс

Может быть поцарапан ногтем

3

Кальцит

Царапается медной монетой

4

Флюорит

Очень легко царапается ножом,

но не так легко как кальцит

5

Апатит

Ножом царапается с трудом

6

Ортоклаз

Не царапается ножом,

но с трудом царапает стекло

7

Кварц

Легко царапает стекло

8

Топаз

Очень легко царапает стекло

9

Корунд

Режет стекло

10

Алмаз

Режет стекло

  

Твердость камня зависит от кристаллической структуры: чем прочнее связаны между собой атомы в структуре минерала, тем труднее его поцарапать. Тальк и графит – мягкие пластинчатые минералы, построенные из слоев атомов, связанных между собой очень слабыми силами. Они жирные на ощупь: при трении о кожу руки происходит соскальзывание отдельных тончайших слоев. Самый твердый минерал – алмаз, в котором атомы углерода так прочно связаны (ковалентный тип связи), что его можно поцарапать только другим алмазом. Присутствие в структуре гидроксильных групп или молекул воды, а также наличие в минералах газово-жидких включений заметно снижает их твердость; кроме того, твердость минерала зависит от количества и состава изоморфных примесей, дефектов в структуре, наличия микровключений и продуктов растворов, степени измененности минерала и т. д.

Вследствие особенностей правильной атомной структуры, характерной для всех кристаллических веществ, твердость одного и того же камня может быть различной в разных направлениях. Большим различием твердости в разных направлениях среди других минералов выделяется кианит: твердость изменяется у него от 5 до 7, и в одних направлениях образец царапается ножом, а в других нет. Однако для большинства веществ этот интервал настолько мал, что обычными способами обнаружить различие не удается.

Поскольку различные виды драгоценных камней имеют по меньшей мере такую же твердость, как и кварц, их легко отличить от внешне на них похожих мягких стеклянных изделий с помощью напильника; до того как ввели в употребление рефрактометр, это был практически единственный в ювелирном деле способ проверки граненых камней.

Ювелиры установили, что образцы одних и тех же минералов, полученные из разных мест, отличаются друг от друга по сложности процесса огранки и полировки. Так, об алмазах с Калимантана и из Нового Южного Уэльса говорят, что они существенно тверже алмазов из Южной Африки и из других мест и что при их огранке возникают известные трудности. Установлено также, что цейлонские сапфиры тверже, чем рубины, а кашмирские сапфиры – мягче. Хотя твердость, как и другие физические характеристики, может меняться от кристалла к кристаллу даже одного и того же минерального вида (благодаря изменению химического состава вследствие изоморфного замещения одного элемента другим), это не объясняет различий, обнаруженных ювелирами. Здесь накладывается другое свойство, которое можно назвать прочностью, или вязкостью. Оно возникает в результате двойникования, которое иногда имеет полисинтетический характер, и в результате других нарушений непрерывности внутренней структуры. Двойникование в алмазе, которое часто трудно распознать, может служить причиной того, что для огранки разных камней требуется затратить разный объем работы. Такое же объяснение пригодно для случая рубина и сапфира.

Хотя установление твердости мало помогает при определении драгоценного камня, сама эта характеристика очень важна для камня в украшениях, поскольку именно от твердости зависит долговечность его полировки и блеска.