கனிமங்கள் ஏன் குறிப்பிட்ட படிக வடிவங்களைக் கொண்டுள்ளன?

கனிமங்கள் ஏன் குறிப்பிட்ட படிக வடிவங்களைக் கொண்டுள்ளன?

பட்டக வடிவ குவார்ட்ஸ், சிறிய கனசதுரங்கள் போன்ற தோற்றமுடைய சமையல் உப்பு, அல்லது பெரும்பாலும் தங்கப் பகடைகளை ஒத்திருக்கும் பைரைட் ஆகியவற்றை நீங்கள் எப்போதாவது பார்த்திருந்தால், 'கனிமங்கள் ஏன் குறிப்பிட்ட படிக வடிவங்களைக் கொண்டுள்ளன?' என்று நீங்கள் வியக்கக்கூடும். கனிமங்களின் வடிவங்களின் அழகு தற்செயலானது அல்ல. அவை, கனிமத்தின் அணுக்கள் எவ்வாறு அமைக்கப்பட்டிருக்கின்றன மற்றும் இயற்கையில் அக்கனிமம் எவ்வாறு வளர்கிறது என்பதற்கான 'தடயங்கள்' ஆகும். இந்தக் கட்டுரை, கனிமப் படிக வடிவங்களுக்குப் பின்னால் உள்ள அறிவியல் காரணங்களை, அதாவது அணுக்களின் அமைப்பு, உருவாக்கும் செயல்முறைகள் முதல் அவற்றின் இறுதி வடிவத்தைப் பாதிக்கும் சுற்றுச்சூழல் காரணிகள் வரை விவாதிக்கும்.

1. கனிமங்களும் படிகங்களும்: என்ன தொடர்பு?

கனிமங்கள் என்பவை இயற்கையாகக் கிடைக்கும் திடப்பொருட்கள் (மனிதத் தலையீடு இல்லாமல் உருவானவை), பொதுவாக கனிமப் பொருட்கள், ஒரு குறிப்பிட்ட வேதியியல் கலவை மற்றும் ஒரு சீரான உள் அமைப்பைக் கொண்டவை. இந்த சீரான உள் அமைப்பு படிக அமைப்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது. எனவே, ஒரு கனிமம் "படிகம்" என்று நாம் கூறும்போது, ​​அதன் கோண வடிவ வெளிப்புறத்தை மட்டும் நாம் குறிப்பிடுவதில்லை, மாறாக அதன் அணுக்கள் ஒரு தொடர்ச்சியான வடிவத்தில் நேர்த்தியாக அமைந்திருப்பதையே குறிப்பிடுகிறோம்.

படிகத்தின் வெளிப்புற வடிவம் (படிகப் பழக்கம் என அழைக்கப்படுகிறது) அதன் உள் கட்டமைப்பின் பிரதிபலிப்பாகும், இருப்பினும் அது உருவாகும் சூழ்நிலைகளால் பாதிக்கப்படுவதால் எப்போதும் கச்சிதமாக இருப்பதில்லை.

2. முக்கிய காரணம்: படிக அமைப்பில் அணுக்கள் அமைந்திருக்கும் விதம்.

நுண்ணிய மட்டத்தில், கனிமங்களில் உள்ள அணுக்கள், படிகக் கட்டமைப்பு எனப்படும் மீண்டும் மீண்டும் வரும் முப்பரிமாண அமைப்பில் அடுக்கப்பட்டுள்ளன. இந்த அமைப்பு பின்வருவனவற்றால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது:

– உள்ளடக்க அயனிகள்/அணுக்களின் அளவு மற்றும் மின்னூட்டம்
– வேதியியல் பிணைப்பின் வகை (அயனிப் பிணைப்பு, சகப் பிணைப்பு, உலோகப் பிணைப்பு அல்லது கலப்புப் பிணைப்பு)
– சிறிய அலகுகள் (எ.கா. சிலிக்கேட் நான்முகிகள்) மீண்டும் மீண்டும் இணைந்து பெரிய கட்டமைப்புகளை உருவாக்கும் விதம்

அவற்றின் உள் கட்டமைப்பு சீராக இருப்பதால், கனிம வளர்ச்சியும் சீராகவே அமைகிறது. இதன் விளைவாக, சீரான தட்டையான மேற்பரப்புகளும் (முகங்களும்) குறிப்பிட்ட கோணங்களும் தோன்றுகின்றன. இதனால்தான் குவார்ட்ஸ் பெரும்பாலும் அறுகோணப் பட்டகங்களை உருவாக்குகிறது, அதேசமயம் ஹாலைட் (NaCl) கனசதுரங்களை உருவாக்க முனைகிறது.

எளிய உதாரணம்
– ஹாலைட் (பாறை உப்பு, NaCl): Na⁺ மற்றும் Cl⁻ அயனிகள் ஒரு கனசதுர அமைப்பில் அமைந்துள்ளன. வளரும்போது, ​​இந்த அமைப்புக்கு மிகவும் பொருத்தமான வடிவம் ஒரு கனசதுரம் ஆகும்.
– குவார்ட்ஸ் (SiO₂): சிலிக்கா நான்முகிகளின் அமைப்பானது அறுகோண சமச்சீரை உருவாக்குகிறது, அதனால் இதன் வெளி வடிவம் பெரும்பாலும் பிரமிடு முனைகளைக் கொண்ட ஆறு பக்க பட்டகமாக இருக்கும்.

3. படிக சமச்சீர் மற்றும் வடிவ ஒழுங்குமுறையின் “விதிகள்”

படிகங்கள் சமச்சீர் தன்மையைக் கொண்டுள்ளன; சமச்சீர் என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் சுழற்றப்படும்போது அல்லது பிரதிபலிக்கப்படும்போது ஒரே மாதிரியான அமைப்பு மீண்டும் மீண்டும் தோன்றுவதாகும். இந்த சமச்சீர் தன்மை படிகங்களை படிகவியல் அமைப்புகளாகப் பிரிக்கிறது. பொதுவாக, ஏழு முக்கிய படிக அமைப்புகள் உள்ளன:

1. கனசதுரம் (சமஅளவியல்)
2. நாற்கோணம்
3. ஆர்த்தோரோம்பிக்
4. அறுகோணம்
5. முக்கோணம்
6. மோனோகிளினிக்
7. டிரைக்ளின்

ஒவ்வொரு அமைப்புக்கும் கோணங்கள் மற்றும் அச்சு நீளங்களுக்கான அதற்கே உரிய தனித்துவமான விதிகள் உள்ளன. எனவே, ஒரே அமைப்பிற்குள் இருக்கும் கனிமங்கள் பெரும்பாலும் ஒத்த வடிவப் போக்குகளை வெளிப்படுத்துகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, கனசதுர அமைப்பில் உள்ள கனிமங்கள் கனசதுரம், எண்முகி அல்லது பன்னிருமுகி வடிவங்களை வெளிப்படுத்த முனைகின்றன.

4. சில பகுதிகள் ஏன் அதிக ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன? மேற்பரப்பு ஆற்றல்

படிகக் கட்டமைப்பு "அடிப்படை வடிவமைப்பை" வழங்கினாலும், எந்தத் தளங்கள் ஆற்றல் ரீதியாக மிகவும் நிலையானவை என்பதைப் பொறுத்தே இறுதி வடிவம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. படிக வளர்ச்சியில்:

குறைந்த மேற்பரப்பு ஆற்றல் கொண்ட தளங்கள் நிலைத்திருந்து, படிக மேற்பரப்புகளாகத் தோன்றும் போக்கைக் கொண்டுள்ளன.
– அதிக மேற்பரப்பு ஆற்றல் கொண்ட புலங்கள் வேகமாக வளர்ந்து, இறுதியில் வெளிப்புற வடிவத்திலிருந்து "மறைந்துவிடும்" தன்மையைக் கொண்டுள்ளன.

வேறுவிதமாகக் கூறினால், படிகங்கள் மொத்த ஆற்றலைக் குறைக்கும் வடிவத்தைத் 'தேர்ந்தெடுக்கும்'. இந்தக் கொள்கை, ஒரே கனிமம் குறிப்பிட்ட சமச்சீர் எல்லைகளைப் பின்பற்றியபடியே பலவிதமான வடிவங்களைக் கொண்டிருக்க முடிவதை விளக்க உதவுகிறது.

5. வளர்ச்சி நிலைமைகள்: இடம், நேரம் மற்றும் மூலப்பொருட்களின் வழங்கல்

கனிமம் உருவாகும் சூழலால் படிகத்தின் வடிவம் பெரிதும் பாதிக்கப்படுகிறது. மிக முக்கியமான காரணிகளில் சில:

அ) வளர்ச்சிக்கு இடம்
ஒரு கனிமத்தில் வெற்றிடங்கள் (எ.கா. எரிமலைப் பாறை அல்லது புவிப்படிகங்களில் உள்ள குழிகள்) இருந்தால், படிகங்கள் தன்னிச்சையாக வளர்ந்து தனித்துவமான படிக முகங்களை உருவாக்கும். இருப்பினும், அவை குறுகிய இடங்களில் வளரும்போது, ​​படிகங்கள் ஒன்றையொன்று நெருக்கி, ஒழுங்கற்ற வடிவத்தைப் பெறுகின்றன.

குறிப்பு:
புவிப்பாறைகளில் உள்ள குவார்ட்ஸ் படிகங்கள் பெரும்பாலும் கூர்மையாகவும் தெளிவான மேற்பரப்புடனும் காணப்படும்.
திடப் பாறைகளில் உள்ள குவார்ட்ஸ், தெளிவான பட்டக வடிவம் இல்லாத ஒரு படிகத் திரளாக இருக்கலாம்.

b) குளிரூட்டும் அல்லது உருவாக்கும் வேகம்
– மெதுவான குளிர்வித்தல் (உதாரணமாக, எரிமலைக்குழம்பு ஊடுருவல்களில்) அணுக்களை நேர்த்தியாக அடுக்க அனுமதிக்கிறது → பெரிய படிகங்கள் மற்றும் அதிக சீரான வடிவங்கள் உருவாகின்றன.
– விரைவான குளிர்ச்சி (எ.கா. மேற்பரப்பில் உள்ள எரிமலைக்குழம்பு) காரணமாக, அணுக்கள் ஒழுங்கமைக்கப்படுவதற்கு முன்பே அவை ஒன்றோடொன்று பிணைந்து கொள்கின்றன → சிறிய படிகங்களாக அல்லது (படிகங்கள் இல்லாத) எரிமலைக் கண்ணாடியாகக் கூட உருவாகின்றன.

c) வேதியியல் தனிமங்களின் செறிவு மற்றும் வழங்கல்
மூலக்கூறுகள் ஏராளமாகவும் நிலையானதாகவும் இருந்தால், படிகங்கள் கச்சிதமாக வளரும். அவற்றின் அளிப்பு ஏற்ற இறக்கமாக இருந்தால், வளர்ச்சி சீரற்றதாகி, உருக்குலைந்த அல்லது அடுக்கு வடிவங்கள் உருவாகின்றன.

6. வெப்பநிலை, அழுத்தம் மற்றும் நீர்/கரைசலின் பங்கு

பல கனிமங்கள் வெப்பநீர்மக் கரைசல்களில் (சூடான, கனிமங்கள் நிறைந்த நீர்) இருந்தோ அல்லது உருமாற்றத்தில் (வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தின் காரணமாக பாறையில் ஏற்படும் மாற்றம்) இருந்தோ உருவாகின்றன. வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தம் கனிமங்களைப் பல வழிகளில் பாதிக்கின்றன:

– எந்தக் கனிமங்கள் நிலையானவை எனத் தீர்மானிக்கவும் (சில கனிமங்கள் குறிப்பிட்ட சூழ்நிலைகளில் மட்டுமே தோன்றும்).
– அணுக்களின் பரவல் வீதத்தை மாற்றுவதன் மூலம், படிகங்களின் அளவையும் தரத்தையும் பாதிக்கிறது.
– கரைதிறனைப் பாதிக்கிறது: சூழ்நிலைகள் மாறும்போது (எ.கா. கரைசல் குளிர்வடையும்போது அல்லது அழுத்தம் குறையும்போது) கனிமங்கள் வீழ்படிவாகின்றன.

அயனிகள் எளிதாக நகர்ந்து ஒன்றுகூடி ஒரு பின்னலை உருவாக்க நீர் வழிவகுப்பதால், அது படிக உருவாக்கச் செயல்முறையை வேகப்படுத்தவும் செய்கிறது.

7. அசுத்தங்கள் மற்றும் படிகக் குறைபாடுகள்: வடிவம் மாறக்கூடும்.

கனிமங்கள் அரிதாகவே 100% தூய்மையாக இருக்கும். சில அணுக்களுக்குப் பதிலாக மற்ற அயனிகள் படிக அமைப்பில் நுழையலாம் (பதிலீடு). இந்த அசுத்தங்கள் பின்வருவனவற்றைச் செய்யலாம்:

– நிற மாற்றம் (எ.கா. அமெதிஸ்ட்: நுண் தனிமங்கள் மற்றும் கதிர்வீச்சின் தாக்கத்தால் ஊதா குவார்ட்ஸாக மாறுகிறது).
படிகங்களின் வடிவம் “சிறந்ததாக” இல்லாதவாறு, அவை வளரும் முறையை மாற்றுவது.
– பளபளப்பு மற்றும் கடினத்தன்மையைப் பாதிக்கும் குறைபாடுகளை (இடப்பெயர்ச்சிகளை) ஏற்படுத்துகிறது.

குறைபாடுகள் ஏற்பட்டாலும், அடிப்படை அமைப்பு படிகவியல் விதிகளுக்கு உட்பட்டே இருப்பதால், அதன் பொதுவான வடிவத்தை அடையாளம் காண முடியும்.

8. இரட்டைப் படிகமாதல் மற்றும் திரள்கள்: படிகங்கள் “விசித்திரமாக”த் தோன்றினாலும், அவை சீரானவையாகவே இருக்கின்றன.

சில சமயங்களில் இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட படிகங்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட, சீரான அமைப்பில் ஒன்றோடொன்று இணைந்து வளர்கின்றன. இது படிக இரட்டையாதல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த இரட்டையாதல், சிக்கலானதாகத் தோன்றும் தனித்துவமான வடிவங்களை உருவாக்கக்கூடும், ஆனால் அவை உண்மையில் சமச்சீர் விதிகளைப் பின்பற்றுகின்றன.

மேலும், கனிமங்கள் பெரும்பாலும் திரள்களாக வளர்கின்றன: அதாவது, பல சிறிய படிகங்களின் தொகுப்புகளாக. திரள்களில், தனிப்பட்ட படிகங்களின் வடிவத்தை வேறுபடுத்தி அறிவது கடினம், ஆனால் நுண்ணிய அளவில் ஒரு சீரான தன்மை காணப்படுகிறது.

9. ஒரே கனிமம் ஏன் வெவ்வேறு வடிவங்களைக் கொண்டிருக்க முடியும்?

நாம் ஒரே கனிமத்தைக் கண்டாலும், அதன் வடிவம் வேறுபடலாம். இதற்குக் காரணம்:

– வெவ்வேறு வளர்ச்சி நிலைமைகள் (வெப்பநிலை, அழுத்தம், கரைசல், இடம்)
– சில திசைகளில் வளர்ச்சி விகிதங்களில் உள்ள வேறுபாடுகள்
வளர்ச்சியைத் தடுக்கும் அசுத்தங்கள் அல்லது பிற கனிமங்களின் இருப்பு
– படிகத்தின் மேற்பரப்பை மாற்றும் வானிலைச் சிதைவு அல்லது அரிப்பு செயல்முறைகள்

இருப்பினும், வெளிப்புற வடிவம் மாறினாலும், ஒரே கனிமத்தில் உள்ள படிகத் தளங்களுக்கு இடையேயான கோணங்கள் மாறாமல் இருக்க முனைகின்றன. மரபுசார் படிகவியலில், ஒரு குறிப்பிட்ட கனிமப் படிகத்தில் உள்ள தளங்களுக்கு இடையேயான கோணங்கள் நிலையானவை, ஏனெனில் அவை ஒரே உள் கட்டமைப்பிலிருந்து உருவாகின்றன என்ற கொள்கையாக இது அறியப்படுகிறது.

முடிவுரை

கனிமங்கள், படிக அமைப்பில் உள்ள அணுக்களின் சீரான ஒழுங்கமைப்பு மற்றும் அவற்றின் உள் கட்டமைப்பின் சமச்சீர் தன்மை ஆகியவற்றின் காரணமாகவே குறிப்பிட்ட படிக வடிவங்களைக் கொண்டுள்ளன. நாம் காணும் வெளிப்புற வடிவமானது, இந்த உள் 'வடிவமைப்பு' மற்றும் வளர்ச்சி வெளி, வெப்பநிலை, அழுத்தம், உருவாக்க விகிதம், கரைசலின் கலவை மற்றும் அசுத்தங்கள் போன்ற சுற்றுச்சூழல் காரணிகளுக்கு இடையேயான இடைவினையின் விளைவாகும். எனவே, கனிமப் படிகங்கள் என்பவை, அணு மட்டத்தில் உள்ள இயற்பியல் மற்றும் வேதியியலின் சீரான விதிகள் மற்றும் அவை உருவாகும் நேரத்தில் நிலவிய இயற்கையின் இயக்கவியல் ஆகியவற்றின் ஒரு கலவையாகும்.

படிகங்களின் வடிவங்கள் சேகரிப்பதற்கு அழகாக இருப்பது மட்டுமல்லாமல், அறிவியலுக்கும் முக்கியமானவை: படிகங்களின் வடிவம் மற்றும் அமைப்பிலிருந்து, பாறைகள் உருவான சூழ்நிலைகள், அவற்றின் புவியியல் வரலாறு, மற்றும் ஒரு பகுதியின் சாத்தியமான கனிம வளங்கள் ஆகியவற்றைக் கூட புவியியலாளர்களால் ஊகிக்க முடிகிறது. கனிமங்கள் ஏன் குறிப்பிட்ட வடிவங்களைக் கொண்டுள்ளன என்பதைப் புரிந்துகொள்வதன் மூலம், அணுக்களின் அமைப்பில் சேமிக்கப்பட்டுள்ள இயற்கை செயல்முறைகளின் 'பதிவை' நாம் அடிப்படையில் வாசிக்கிறோம்.