Hasadás, törés, keménység

Hasadás:

A hasadás a kristályos anyagok egyik fontos jellegzetessége, könnyen megfigyelhető sajátság. Hasadásról beszélünk, ha erős mechanikai behatásra (ütés, nyomás) a kristály meghatározott irányban, síklapok mentén különböző részekre válik szét. A hasadás annak következménye, hogy a kristályrácsban az összetartó erők irányok szerint változóak. A hasadás a legkisebb összetartó erő irányára merőleges. A hasadás iránya tehát szerkezetileg egyértelműen meghatározott.

A hasadáskor keletkező sík felület a hasadási lap, mely tömegpontokkal sűrűn terhelt és mindig egyszerű formákkal párhuzamos lap. Ebből következik, hogy csak kristályos anyag hasadhat, azonban szerkezeti okok miatt nem minden kristály hasad. Már Bravais kifejtette, hogy a tömegpontokkal legsűrűbben terhelt és egymástól viszonylag nagyobb távolságban lévő rácssíkok (kristálylapok) jöhetnek csak számításba, mint hasadási lapok.

A szerkezeti meghatározottság miatt a hasonló szerkezetű (izostrukturális) kristályok hasonló módon hasadnak: kősó és szerkezeti rokonai (például a galenit) a kocka lapjai szerint.

Ezzel szemben a kalcittal szerkezeti rokonságban lévő ásványok a romboéder lapjai szerint hasadnak.

A rétegszerkezetű kristályoknál a rétegeken belül kovalens kötés hat, míg a rétegek között gyenge van der Waals kölcsönhatás, így ezek a rétegekkel párhuzamosan, egy irányban – a véglapokkal párhuzamosan – kitűnően hasadnak: grafit, molibdenit, csillámok. Az ilyen módon hasadó ásványokból vékony lemezeket, pikkelyeket tudunk kihasítani.

A láncszerkezetű kristályokat két irányú jó hasadás jellemzi, mert az ionos kötés a térnek két irányába hat. A piroxéneknél a c-tengellyel párhuzamosan futó hasadási irányok 87°-os szöget zárnak be egymással, míg az amfiboloknál a hasadási irányok által bezárt szög értéke 124°. Ennek alapján ez a két fontos kőzetalkotó ásványcsoport a hasadásuk alapján megkülönböztethető egymástól. Ezek a hasadási síkok a prizma formával párhuzamosak. Az így hasadó ásványokból ezért rostos, tűs vagy szálas halmazokat tudunk előállítani.

A gyémánt és a fluorit az oktaéder szerint nyolc irányban, a szfalerit a rombdodekaéder szerint 12 irányban, míg a kősó és a galenit (mint fentebb említettük) a kocka szerint hat irányban mutat hasadást.

A hasadás irányát a megfelelő Miller-indexszel is jelezhetjük: például az oktaéderes (111), a hexaéderes (100) szerinti hasadást jelent. (A gyémánt hasadásának ismerete a drágakő-csiszolóiparban nagy jelentőségű, hiszen így lehet a legkisebb anyagveszteség nélkül szétdarabolni.)

A fentebb említett hasadási síkok által határolt hasadási testek igen jellemzőek egyes ásványokra. Így lehet kocka, oktaéder, tű, prizma alakú és lemezes hasadási idomokat kapni.

Fontos azonban megjegyezni, hogy a szabad szemmel megfigyelhető hasadási sajátságok erősen függnek a kristályok szemcseméretétől. Egy jól fejlett gipszkristály a (010) lappal párhuzamosan kitűnően hasad, belőle vékony lemezkéket könnyedén kihasíthatunk.

Ha viszont tűs gipszkristályok közel párhuzamos összenövését vizsgáljuk, azokból csak párhuzamos rostos halmazokat tudunk hasítani.

A finom szemcsés gipsz (alabástrom változat) viszont egyáltalán nem mutat hasadási jelenséget (pontosabban a piciny krisztallitok igen, de nem látjuk szabad szemmel).

A hasadás tanulmányozásában azonban nemcsak a hasadási lap iránya, a hasadási testek formája, hanem a hasadási sík felületének minősége is fontos lehet számunkra.

Ilyen módon megkülönböztetjük az alábbi kategóriákat (zárójelben néhány jellemző példa látható):

1. kiváló a hasadás: kifogástalan, jól tükröző hasadási lapok jellemzik (csillámok, galenit, gipsz, fluorit, gyémánt, kalcit, szfalerit)
    
2. jó a hasadás: gyengébben tükrözők a hasadási lapok (piroxének, amfibolok, földpátok).
    
3. rossz a hasadás vagy nem hasad az ásvány: ha hasadási síkot nem lehet észlelni, csak egyenetlen felületet (gránátok, spinellek, kvarc, terméskén, turmalinok).

Érdemes említést tenni az elválás jelenségéről. Bizonyos rosszul hasadó ásványok mutathatnak többé-kevésbé sík lapokkal jellemezhető elválási felületeket, de ezek nem a kristályszerkezettel, hanem más okokkal (ikerösszenövések síkjai, zárványokkal teli síkok stb.) magyarázhatók (például korund, berill).

Törés:

Mechanikai hatásra az ásvány egyenetlen felületek mentén esik szét

-          kagylós: opál

-          horgas: termésarany, ezüst

-          földes: bauxit ásványai

Keménység:

A Mohs-féle keménységi skála az ásványok karcolási keménységének jellemzésére használatos 10 fokozatú skála. Lényege, hogy minden nagyobb sorszámú ásvány karcolja az előtte álló, nála kisebb sorszámúakat. Két fokozat közé eső keménységet törtszámmal jelölik. Összeállítójáról, Carl Friedrich Christian Mohsról, az 1773 és 1839 között élt osztrák mineralógus és fizikusról nevezték el.

A skála az ásványok előzetes, terepi határozásához ad kiváló segítséget, különösen, ha tűt, zsebkést és egy kisebb üvegdarabot is magunknál tartunk.

1.	talk (zsírkő)	körömmel könnyen karcolható
2.	gipsz	körömmel nehezen karcolható
3.	kalcit	körömmel nem karcolható, tűvel igen
4.	fluorit	tűvel nehezen, késsel könnyen karcolható
5.	apatit	tűvel nem, késsel nehezen karcolható
6.	földpát	késsel nem karcolható, reszelő fogja
7.	kvarc	üveget karcolja, acéllal szikrázik
8.	topáz	üveget karcolja
9.	korund	üveget karcolja
10.	gyémánt	üveget karcolja

Az ásványok keménysége különféle módszerekkel határozható meg, aminek alapján a keménységnek különböző változatai ismeretesek: karcolási, csiszolási, nyomási és fúrási keménység. A keménység egyébként vektoriális sajátság és nagyban függ a hasadástól: a keménység mindig a hasadási lapon a legkisebb, erre merőlegesen a legnagyobb. A metamorf keletkezésű disztén(kianit) esetében például 4 és 7 közötti keménységi értékek mérhetők a különféle orientációjú kristálylapokon. Erre utal régebbi elnevezése is: disz=kettős, sztenosz=erősség (görög).