Характеристика класса самородных элементов

Самородные элементы – к ним относятся минералы, каждый их которых сложен атомами какого-либо одного химического элемента. В целом общее весовое значение самородных элементов не превышает 0,1% массы земной коры.

В самородном состоянии в земной коре устанавливается свыше 30 химических элементов, главным образом металлов. Сюда же относятся ряд газов и редко встречающиеся элементы в жидком состоянии (ртуть, некоторые амальгамы). В самородном виде встречаются следующие элементы: азот, кислород, водород, углерод, сера, медь, висмут, фтор, хлор, железо, кобальт, никель; группа благородных металлов (Аи, Ag, Pt, Ru, Rh, Pd, Os, Ir); группа благородных газов (Не, Ne, Ar. Kr, Xe, Re), полуметаллы (As, Sb, Bi).

Некоторые из самородных элементов обладают сильной химической инертностью. Они не вступают в соединения с кислородом и другими химическими элементами или легко восстанавливаются из этих соединений в земной коре.

Золото самородное Au — в мельчайших выделениях встречается в различных горных породах, широко распространено в россыпях, в зоне окисления месторождений. Как известно, золото является основным валютным и денежным металлом. Расходуется также на украшения, предметы роскоши, в приборостроении и другие цели.

Самый крупный в мире золотой самородок был найден в середине 19 века в австралийском поселке Балалат. Вес самородка "Плита Хольтермана" - 97 кг чистого золота. По некоторым данным, в XI веке в южной части Афганистана, в провииции Зарубан, был найден самородок золота размером "локоть на локоть". В переводе на современную меру масса такого самородка должна составлять около 2,5 тонн. Однако за давностью лет надежных подтверждений этой уникальнйо находке нет.

В России самый крупный золотой самородок был обнаружен в 1862 году на Урале. Самородок "Большой треугольник" весом 36,2 кг обнаружил на Царево-Александровском прииске мастеровой Николай Сюткин. В настоящее время "Большой треугольник" в числе других уникальных золотых и платиновых самородков хранится в Алмазном фонде в Москве. В нашем крае в устье р. Тарча, притоке р.Чибижек, был найден самородок «Бычья голова» весом 32 кг.

В Хабаровском крае в 2008 г. старатели артели "Амур" нашли уникальные образцы рудного золота, вес самого крупного самородка - 33 кг. Уникальный природный слиток пополнил Алмазный фонд России.

Серебро самородное Ag — встречается в сетчатых, волосистых, проволочных, ветвистых формах, реже в неправильно развитых кристаллах. Самородное серебро встречается исключительно в коренных месторождениях, по преимуществу в жилах. Серебро применяется главным образом в сплавах с медью для выделки серебряных изделий, монет и др. Чистое серебро употребляется для филигранных работ, для серебрения, для получения химических соединений и других целей.

Медь самородная Cu - самородная медь встречается в виде пластинок, губчатых и сплошных масс, нитевидных и проволочных агрегатов, кристаллов, сложных двойников, скелетных кристаллов и дендритов. Поверхность часто покрыта плёнками "медной зелени" (малахит), "медной сини" (азурит), фосфатов меди и других продуктов её вторичного изменения. Цвет характерный красно-жёлтый, блеск металлический, ковкая, спайности нет, излом крючковато-неровный. В кислотах легко растворяется, при добавлении аммиака раствор окрашивается в глубокий синий цвет. Применение меди как металла общеизвестно - в электронике, машиностроении, изготовлении различных приборов, посуды и т.д.

Сера самородная S обычно образует усечённо-дипирамидальные, реже дипирамидальные кристаллы, а также плотные скрытокристаллические, сливные, зернистые агрегаты, порошковатые и землистые массы, налёты и примазки. Для кристаллов характерны множественные параллельные срастания. Самородная сера жёлтого цвета, при наличии примесей - жёлто-коричневая, оранжевая, бурая до чёрной; содержит включения битумов, карбонатов, сульфатов, глины. Кристаллы чистой серы прозрачны или полупрозрачны, сплошные массы просвечивают в краях. Блеск смолистый до жирного.

Главное применение сера имеет в производстве серной кислоты, используемой во многих отраслях промышленности; используется в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями, в резиновом производстве (процесс вулканизации каучука), при изготовлении спичек, красок, пиротехники.

Самородная платина Pt встречается в виде листочков, чешуек, зерен, иногда в самородках. Хорошо образованные кристаллы попадаются редко и всегда мелкие. Из самородков самыми крупными считаются один, принадлежащий Горному институту, весом 10 фн. 56 зол., а другой — г. Демидову; весом 23 фн. 48 зол. Оба найдены на Урале. Самородная платина. содержит в себе в виде примеси железо (от 5 до 13%), небольшие количества иридия, родия, палладия, осмия и меди. Платина добывается исключительно из россыпей, и долгое время коренные месторождения ее не были известны. Почти вся платина, находящая себе различные применения, добывается в России.

Первое практическое применение этому металлу уже в середине XVIII в. нашли фальшивомонетчики. Плотность платины около 21,5 г/см3 и с золотом и серебром она хорошо сплавляется. Пользуясь этим, стали подмешивать платину к золоту и серебру, сначала в украшениях, а затем и в монетах. До второй мировой войны более 50% платины использовалось в ювелирном деле. Из сплавов платины с золотом, палладием, серебром, медью делали оправы для бриллиантов, жемчуга, топазов.

Сейчас около 90% потребляемой платины используется в промышленности и науке. Кислотостойкость, термостойкость и постоянство свойств при прокаливании сделали платину совершенно незаменимой в производстве лабораторного оборудования (тигли, чашки, стаканы, электроды и др.). Платиновой посудой пользуются при особо точных и ответственных аналитических операциях. Важнейшими областями применения платины стали химическая и нефтеперерабатывающая промышленность.

Группа углерода С представлена двумя резко различными по физическим свойствам полиморфным модификациям углерода.

Алмаз (от греч. «адамас» - непреодолимый). Разновидности: 1) борт - неправильной формы сростки и шаровидные лучистые агрегаты; 2) карбонадо - тонкозернистые пористые агрегаты, окрашенные в буровато-черный цвет. Облик кристаллов октаэдрический, редко кубический и изредка тетраэдрический. Грани кристаллов часто бывают выпуклыми и неровными. Размеры отдельных кристаллов варьируют от мельчайших до очень крупных, весящих несколько сот и даже тысяч карат (метрический карат = 0.2 г). Крупнейшие кристаллы весили в каратах: «Коллинан» - 3025, «Эксцельзиор» -969.5, «Виктория» - 457, «Орлов» - 199.6 и др.

Алмазы бывают водянопрозрачные или окрашенные в голубой, синий, желтый, зеленый, бурый и черный цвета. Разделяются на ювелирные и технические. Около 25% добываемых в мире алмазов используется в ювелирной промышленности для изготовления бриллиантов.

Обладая исключительно высокой твёрдостью, алмазы незаменимы для изготовления различных инструментов и приборов (буровые коронки и долота, свёрла, резцы, стеклорезы и т.д.). Широко используются для изготовления абразивных порошков и паст, для заправки алмазных пил. Алмазным инструментом обрабатываются некоторые металлы, полупроводниковые материалы, керамика, строительные железобетонные материалы, хрусталь и др.

Графит. Разновидности: графитит - скрытокристаллическая разность, шунгит - аморфная разность. Хорошо образованные кристаллы встречаются крайне редко. Они имеют вид шестиугольных пластинок или табличек, иногда с треугольными штрихами на грани. Агрегаты часто тонкочешуйчатые, реже распространены шестоватые или волокнистые массы. Графит применяется в литейном деле, в производстве карандашей, электродов, графитовых тиглей и др.