1.Коллоидные системы минералов, размер индивидов, условия образования, примеры.

Коллоидные растворы называют иногда псевдорастворами или золями. В зависимости от характера дисперсионной среды различают: аэрозоли (среда – газ), лизоли (среда – жидкость) и кристаллозоли (среда – твердое тело). В природе коллоидные растворы образуются в результате измельчения вещества (например, при механическом истирании пород и движущемся потоке воды) или вследствие соединения ионов или молекул при различных химических и физико-химических процессах и образования молекул или групп молекул больших размеров. Такое происходит при процессах окисления, восстановления или гидролиза. Например, при окислении сероводородных источников образуется коллоидная самородная сера; при восстановлении сульфатных растворов меди происходит образование коллоидного ковеллина, при гидролизе различных соединений алюминия и железа образуются коллоидные Al(OH)3 и Fe(OH)3

Особенности, которые обуславливают ряд свойств образующихся из этих растворов минералов:1.Наличие электрического заряда у коллоидных частиц, причем знак этого заряда для всех частиц одного и того же вещества в определенном растворителе всегда одинаковый.В природных условиях положительно заряжаются коллоидные частицы водных окислов железа, алюминия, титана; отрицательно – сульфиды. Кремнезем. Двуокись марганца, коллоидные глинистые частицы.. 2.Коллоидные частицы отличаются способностью сорбировать различные примеси. Тк коллоидные частички в р-рах несут на себе электростатический заряд, они притягивают к себе катионы или анионы. В результате вокруг коллоидных частичек образуется двойной электрический слой. частичка с таким слоем называется мицеллой.

По мере испарения дисперсионной среды коллоидных растворов или нейтрализации коллоидных частичек, несущих на себе электростатический заряд, происходит сгущение коллоидных растворов, превращение их в студнеобразную массу – гель. Этот процесс называется коагуляцией коллоидов. Коагуляция коллоидных растворов наиболее просто достигается нейтрализацией заряда коллоидных частиц. В случае, когда частицы теряют свой заряд, они при движении сталкиваются друг с другом, слипаются и укрупняются, что вызывает коагуляцию. Нейтрализация заряда коллоидных частиц может быть достигнута: 1)в результате действия электролитов, когда заряды коллоидных частиц нейтрализуются катионами или анионами электролита; 2)в результате взаимного свертывания коллоидов, которое происходит при взаимодействии двух коллоидных растворов, имеющие частички с разными зарядами. Такое влияние может произойти в природных условиях при слиянии двух водных потоков, когда один поток несет отрицательно заряженные коллоидные частички, например SiO2, а другой – положительно заряженные частички, например Al(OH)3. В результате произойдет взаимное свертывание коллоидных частиц с образованием осадка, состоящего из смеси мельчайших частиц SiO2 и Al(OH)3 (глинистые минералы) Особенности коллоидных минералов. способность адсорбировать различные примеси, поглощать воду, изотропность, отсутствие явлений дифракции при облучении их рентгеновскими лучами).Коллоидные образования характеризуются шарообразными или сферическими формами. В результате раскристаллизации они приобретают радиально-лучистое строение. Коллоидные агрегаты возникают также в открытых пустотах (сталактиты, сталагмиты, почки).У всех кол.минер.нет спайности, излом-раковистый (минералы: золото, мышьяк, сера,ковеллин, сфалерит, марказит, пирит, халцедон, опал, касситерит, пиролюзит, лимонит, гетит,магнезит, арагонит,бирюза,монтмориллонит, каолинит.

2.Механические примеси в минералах примеры.

Механические примеси включаются во время роста кристалла. Пример окраски минерала механической примесью: зеленый кварц (празем), цвет обусловлен включениями чешуек зеленого хлорита или иголочек актинолита. Механическая примесь гематита часто вызывает красную или бурую окраску минералов, например галита и сильвина, агатов. Галит может быть красным из-за примесей гематита, но если галит синий, то это дефект структуры.

3.Структура молекул воды, аномалии плотности воды и льда.

Молекула воды представляет собой диполь, содержащий положительный и отрицательный заряды на полюсах. Если "свободную" молекулу воды - не связанную с другими молекулами, поместить в электрическое поле, то она "повернётся" отрицательными полюсами в сторону положительной пластины электрического поля, а положительными полюсами в сторону отрицательной пластины.Благодаря наличию водородных связей каждая молекула воды образует водородную связь с 4-мя соседними молекулами, образуя сетчатый каркас в молекуле льда. Именно такое упорядоченное состояние молекул воды можно назвать «структурой». Каждая молекула может одновременно образовывать четыре водородные связи с другими молекулами под строго определенными углами, равными 109°28', направленных к вершинам тетраэдра, которые не позволяют при замерзании создавать плотную структуру.Когда лёд плавится, его тетрагональная структура разрушается и образуется смесь полимеров, состоящая из три-, тетра-, пента-, и гексамеров воды и свободных молекул воды. В жидком состоянии вода – неупорядоченная жидкость. Эти водородные связи - спонтанные, короткоживущие, быстро рвутся и образуются вновь.

Группируясь, тетраэдры молекул воды образуют разнообразные пространственные и плоскостные структуры. И из всего многообразия структур в природе базовой является гексагональная (шестигранная) структура, когда шесть молекул воды (тетраэдров) объединяются в кольцо.  Такой тип структуры характерен для льда, снега и талой воды, которую из-за наличия такой структуры, называют "Структурированной водой".. Логично будет, что структурированная вода - образующая гексагональные структуры является наихудшим вариантом структуры воды, которую возможно использовать для разложения на водород и кислород. Молекулы воды, группируясь по шесть в гексамер, имеют электронейтральный состав - у гексамеров нет положительных и отрицательных полюсов. Если поместить гексамер структурированной воды в электрическое поле, то он не будет никак на него реагировать. Поэтому логически можно заключить, что необходимо, чтобы в воде было как можно меньше организованных структур. Аномалия плотности, заключающаяся в том, что плотность льда меньше, чем у жидкой воды объясняются внутренней структурой воды. При плавлении льда нарушается его регулярная структура и часть комплексов разрушается. В воде наряду с участками, имеющими структуру, аналогичную кристаллической решетке льда, появляются одиночные молекулы. Нарушение регулярной структуры сопровождается повышением плотности и уменьшением объема, так как одиночные молекулы воды заполняют полости, сохранившиеся в участках с льдоподоб-ной структурой. С повышением температуры проявляется действие двух факторов: теплового расширения и нарушения регулярной структуры льда. Тепловое расширение, сопровождающееся незначительным увеличением объема, связано с уменьшением упорядоченности расположения молекул. При 4 С эти два фактора одинаковы по абсолютной величине, но противоположны по направленности действия. При дальнейшем повышении температуры снижается действие второго фактора, сильнее проявляется действие теплового расширения и плотность воды уменьшается.