المعادن- وحدة بناء الصخور Minerals- The Building Blocks of Rocks

المعادن- وحدة بناء الصخور Minerals- The Building Blocks of Rocks
مقدمة:-
يتبادر للذهن عندما نقول – معدن- ما نحتاجه من حديد وكالسيوم ومغنسيوم , والحقيقة انها (مركبات) كيميائية و ليست معادن, فالمعدن هو المركب, الصلب, الطبيعي, الغير عضوي ,الذي له نظام بلوري معين( ومعناه ان الذرات المكونة للمعدن تترتب في الفراغ بشكل ثلاثي الابعاد), له تركيب كيميائي معين, وصفات فيزيائية معينة , فمثلا الزجاج لا تنتظم ذراته بنظام بلوري معين فهو ليس معدن .
قد لا نبالغ اذا تحدثنا عن اهمية المعادن الكبيرة في حياة الانسان , خامات المعادن والنحاس والكروم وايضا المعادن والصخور المستخدمة لإنتاج الاسمدة وتلك المستخدمة في اعلاف الحيوانات فهي أساسية لتحقيق للرفاه الاقتصادي. فالحبر الذي نكتب به فهو منتج من المعادن ومواد التجميل مثل ظلال العيون واحمر الشفاه وايضا اصباغ السيارات والسيارات كله منتج من المعادن. في كندا وامريكا , نجاحهم الاقتصادي ناتج من وفرة المعادن ومصادر الطاقة, وفي الحقيقة توزيع مصادر الطاقة واحد من اهم الاعتبارات في اتخاذ القرارات السياسية .
احد الاسباب الذي جعلنا ندرس المعادن : لأنه وحدة بناء الصخرة, والصخور مع بعض الاستثناءات مكونه من معدن او عدة معادن, الكرانايت Granite مثلا مكونه من نسب ثابته من معدن الكوارتز والفلدسبار مع معادن ثانوية اخرى. بعض المعادن تكون جذابة ونسعى بشغف لجمعها او عرضها بالمتاحف, وبعض المعادن والصخور نسميها بالأحجار الكريمة, فهي ثمينة وتستخدم لصناعة الحلي والمجوهرات.
مثل الالماز والياقوت الازرق والياقوت والزمرد فهي جميلة جدا وجذابة وباهظة الثمن اما العنبر واللؤلؤ قهي ايضا من الاحجار الكريمة ولكن هل هي معادن؟ فمصدر العنبر وهو مادة صلبة من الاشجار فهو عضوي ايضا اللؤلؤ من المحار عند دخول مادة غريبة كحبة رمل تحت الغشاء الذي يحيط بالصدفة فيفرز الحيوان موادا عضوية تحيط بها تتصلب بعدها لتكون اللؤلؤ ولونه ابيض براق واحيانا رصاصي او اخضر او اسود, اذن هي ليست من المعادن.
الذرات والعناصر:-
تتكون المادة من عدد من الجزيئات وهي اصغر وحدة بنائية للمادة والتي تحمل صفاتها , والجزيء مكون من عدد من العناصر, والعناصر مؤلفة من ذرات وتبقى محتفظة بصفاتها عدا العناصر المشعة تتحول الى عناصر اخرى, واكتشف العلماء 92 عنصرا موجود اصلا في الطبيعة, والبعض الاخر من العناصر صنع في المختبرات.
والعناصر الطبيعية لها اسماء ورموز تشير اليها مثل الاوكسجين (O2). وفي مركز العنصر هناك النواة وهي مؤلفة من مادة او اكثر تسمى البروتونات (ذات شحنة موجبة) والنيوترونات ( متعادلة الشحنات) وقطر النواة 1/100,000 من قطر العنصر الكلي وتدور حول النواة الالكترونات (ذات شحنة سالبة ) في مسافات معينة من النواة في اغلفة وتدور في اوربيتالات (كل الكترونين معا) وهي مساوية لعدد البروتونات , عدد البروتونات في النواة يسمى بالعدد الذري, اما العدد الذري الكتلي هو مجموع عدد البروتونات والالكترونات في الذرة ولهذا قد تكون لنفس الذرة لها نفس العدد الكتلي ولكن عدد نيوتروناتها يختلف مثل الكاربون (C) لها 6 بروتونات ولكن لها احيانا 6 و 7 و 8 نيوترونات فتسمى هنا بنظائر الكاربون(isotope) , فنظائر الكاربـــــون او اي نـــــظائر لعناصر اخــــــــــــــــرى لها نفـــــــــــس الســـــــــــــلوك الكــيمــيائي فكــــاربون12(C12) وكاربون 14(C 14) كلاهما موجودين في غاز ثاني اوكسيد الكاربون مثلا, ولكن بعض النظائر تعتبر مشعة تتحول الى (عنصر اخر ) مثل كاربون 14(C 14) يعتبر مشعا بينما نظائر الكاربون 12 و 13 ليست مشعة, وتفيد النظائر المشعة في تقدير نصف العمر المشع لمعرفة عمر الصخور المطلقة.