ما هي الخواص البلورية للمعادن؟
من خلال دراسة الخواص البلورية للمعادن تم التعرف على أهم الخواص التي تساعد من خلالها التعرف على المعدن، حيث أن هذه الخواص وحدها تكون كافية من أجل تمييز معدن عن غيره من المعادن، السبب في ذلك أن أغلب المعادن توجد في صورة متبلورة (أن المعادن غير المتبلورة تكون قليلة في المملكة المعدنية، وتعد استثناء؛ أي انها ليست قاعدة ومن أمثلة المعادن غير المتبلورة هو معدن الأوبال والكريزوكولا وسيليكات النحاس المائية).
هذا يعني أن ذرات وأيونات العناصر التي تكوّن المعادن المتبلورة تكون ذات ترتيب هندسي منتظم، بحيث يصبح كل معدن يملك شكل خاص مميزاً له، وهو الشكل الذي يتم التعبير عنه باسم بلورة، تم تعريف البلورة على أنها جسم صلب متجانس من الخارج، يحده أسطح ملساء مستوية تسمى الأوجه البلورية، حيث تقوم بعكس الترتيب الذري الداخلي الذي يميز المادة المتبلورة.
إن الفرق بين المادة المتبلورة والمادة غير المتبلورة يكون في البناء الداخلي، أي أن إذا كانت الذرات مترتبة في نظام معين فالمادة تكون متبلورة، أما في حال لم تكن كذلك (أي أن الذرات غير مترتبة) فالمادة حينها تكون غير متبلورة، فعلى سبيل المثال هناك فرق بين الزجاج والكوارتز، حيث يتركبان من عنصري الأكسجين والسيليكون.
وعلى الرغم من أن الزجاج يحتوي أسطح مصقولة إلا أنه من الناحية العملية لا يتم اعتبارة بلورة مهما عمل الإنسان على تشكيل مظهره الخارجي؛ والسبب في ذلك أن ذرات السيليكون والأكسجين تكون مختلطة مع بعضها البعض دون نظام محدد، حيث يكون ترتيبها خالياً من أي تماثل، والزجاج يفقد للتركيب الذري أي أنه غير مبلور لهذا السبب لا يتم اعتبار الزجاج معدناً.
وفي حال لم يتم العثور على أوجه بلورية للمعدن فإننا لا نتمكن من التفرقة بين المادة المتبلورة والمادة غير المتبلورة إلا من خلال الميكروسكوب المستقطب، ومن الممكن أن يتم ذلك من خلال الأشعة السينية، لكن في حال تم العثور على أوجه بلورية جميعها أو البعض منها فإن معرفتها ودراستها تساعد بشكل كبير في التعرف على المعدن، والسبب في ذلك أن الأوجه البلورية هي عبارة عن تعبير عن البناء الذري الداخلي المميز للمعدن.
يعتمد شكل البلورة على البناء الداخلي للبلورات وأيضاً على الخواص الخارجية للبلورات، أما بالنسبة للبناء الذري الداخلي للبلورات يقصد بها ترتيب ذرات أو أيونات العناصر التي تشكل المعدن ترتيباً هندسياً داخلياً، ويكون منتظماً في الأبعاد الثلاث، فالمعدن يتشكل من بلورات والبلورات تتشكل من ذرات أو أيونات، حيث يقوم بضمها إلى بعضها البعض من خلال روابط كهربائية تتنظم كوحدة تتكرر بشكل منظم في الأبعاد الثلاثة.
من المعروف أن الخواص والصفات الكيميائية والطبيعية في أي معدن تعتمد على التركيب الكيميائي لهذه المادة، والاختلاف الذي يوجد في الخواص الطبيعية للمعادن ذات التركيب الكيميائي الواحد مثل الماس أو الجرافيت؛ يكون بسبب اختلاف البناء الداخلي لبلورات هذه المعادن أو ما يسمى بالتركيب الذري البلوري.
يتم تعيين البناء الداخلي للبلورة من خلال الترتيب الفراغي للذرات أو الأيونات أو المجموعة الأيونية في البلورة وأيضاً من خلال طبيعة الروابط الكيمائية، التي تتضمن هذه الذرات أو الأيونات وتضمها إلى بعضها البعض، بالإضافة إلى مدى قوة هذه الروابط.
إن الذرات والأيونات المتشابهة في البلورة تكون مرتبة عند نقاط منتظمة في الأبعاد الثلاثة، بأسلوب يجعل كل ذرة أو أيون في البلورة تملك نفس الظروف المحيطة بالذرات أو الأيونات الأخرى، وينتج عن مثل هذا الترتيب تركيب شبكي مفتوح ومجسم يعرف باسم التركيب الشبكي الفراغي أو الشبكة الفراغية.
إن التركيب الشبكي الفراغي في بلورة معدن الهاليت (ملح الطعام) يوضح أن أيونات كل من الصوديوم والكلور تكون مرتبة في الاتجاهات الثلاثة من الفراغ، وتكون بعيدة عن بعضها البعض أو أنها تتكرر على مسافات متساوية في هذه الاتجاهات، أما التركيب الشبكي الفراغي في بلورة معدن الكبريت يقوم بتوضيح أن الذرات تترتيب في الاتجاهات الثلاثة بشكل متعامد وتتكرر على مسافات مختلفة.
واعتماداً على ما سبق فإن شكل البلورة يتم تحديده من خلال ترتيب الذرات أو الأيونات في أبعاد أو اتجاهات البلورة الثلاثة، كما يتم تحديده من خلال المسافات التي تتكرر عندها الذرات أو الأيونات في هذه الاتجاهات، ويتعين التركيب الشبكي الفراغي لذرات أو أيونات البلورة عن طريق تكرار معين لوحدات صغيرة جداً، تعرف الواحدة باسم الوحدة البنائية المبينة.
