електричні властивості

Здебільшого мінерали погано проводять електрику (мають малу електропровідність), виняток становлять самородні метали - золото, мідь, срібло та ін. Сульфіди, деякі оксиди (магнетит) і графіт, питомий опір яких менше 10 Ом · м.

За своїми електричними властивостями мінерали поділяються на такі групи: провідники і непроводнікі. Деякі вчені, однак, поділяють першу з цих груп на власне провідники і напівпровідники. Електричні властивості багатьох мінералів можна безпосередньо пов'язати з характером хімічного зв'язку в їх структурах. Так, провідниками є мінерали з металевим зв'язком, а непроводниками (які також називаються діелектриками або ізоляторами) - мінерали з ковалентним або іонним зв'язком. Самородні метали - мідь, золото, залізо, срібло, платина - провідники; деякі з сульфідів і оксидів - напівпровідники, майже всі інші мінерали - непроводнікі.

Ряд мінералів володіє електронної та іонної провідністю, наприклад сульфіди - пірит, марказит, халькопірит, борної, сфалерит і ін. В поверхневих зонах руд, змочених ґрунтовими водами на контактах зерен сульфідів виникають мікрогальваніческіе елементи - виникає ЕРС (електрорушійна сила). Це викликає хімічні реакції на контактах зерен.

На використанні електричних властивостей мінералів засновані різні методи електророзвідки родовищ корисних копалин - методи опору, природного електричного поля, зарядженого тіла, викликаної поляризації і ін.

Електропровідність мінералів може змінюватися в залежності від тиску і температури. У деяких непровідних мінералах можна викликати появу електричного заряду, змінюючи їх температуру або піддаючи їх спрямованого тиску.

П'єзоелектрика

П'єзоелектрики - це мінерали з полярними напрямками в їх кристалах (зумовленими структурою). При розтягуванні - стисканні кристалів-діелектриків уздовж полярної осі виникає ЕРС (прямий ефект). Якщо ж до кінців полярної осі докласти змінне електричне поле, кристал почне стискатися і розширюватися уздовж полярної осі (зворотний ефект). Відомо більше 1200 речовин - пьезоелектріков. Найбільш сильно цей ефект проявляється в кварці, а з штучних речовин - в сегнетової солі NaKC4 H4 O6 · 4H2 O, титанаті барію BaTiO3. П'єзоелектрика було відкрито в 1880 р братами П'єром і Жаком Кюрі, які спостерігали виникнення позитивного і негативного заряду на протилежних кінцях кристалів кварцу, який здавлює в певних напрямках. Через рік виявили зворотний ефект. Застосування цього «фокусу» знайшлося під час першої світової війни, коли почали проводитися експерименти з виявлення звукових хвиль, що виходять від підводних човнів, за допомогою пластинок п'єзоелектричного кварцу.

піроелектрика

Також виникає в крсталлах-діелектриках з полярними напрямками. Всі мінерали, що володіють піроефект мають одну полярну вісь, т. Е. Вісь, на протилежних кінцях якої утворюються різні прості форми. При нагріванні (або охолодженні) різні кінці цих полярних осей отримують різнойменні електричні заряди. Прикладом мінералу-піроелектрика є турмалін (вісь L3 в ньому - полярна). Піроелектрика вперше спостерігалося на ювелірних кристалах турмаліну, привезених їх Шрі-Ланки данськими купцями, які звернули увагу на те, що кристал, поміщений в теплу золу, притягує частинки цієї золи одним кінцем і не притягає іншим.

Схожі статті