Magnetit

De la Wikipedia, enciclopedia liberă

Magnetit
Formula chimică	Fe3O4
Clasa mineralului	oxizi
Sistem de cristalizare	cubic
Clasa cristalului	după Carol Hermann- după A.M.Schönflies -
Grupa
Culoare	neagră
Urma	neagră
Duritate	5,5 - 6,5
Densitate	5,2 g/cm3
Luciu	mat, metalic
Transparenţă	opac
Spărtura	sidefie, sfărămicioasă
Clivaj	neclar
Habitus	compact
Suprafaţa cristalului	octaedru / rombdodecaedru
Cristale gemene	___
Punct de topire	1535° C
Conductibilitatea calorică	___
Proprieţăţi optice
Refracţia	___
Refracţia dublă	___
Pleochroismus	___
Deviaţia optică	___
Unghiul de dispersie / axe optice	2vz ~
alte caracteristici
reactivitatea chimică	rezistent la baze şi acizi
Minerale asemănătoare	___
Radioactivitate	inexistentă
Magnetism	feromagnetic
Caractere speciale	___

Magnetitul (sau magnetita) este un mineral din grupa oxizilor de fier cu proprietăţi feromagnetice, fiind oxidul de fier cel mai rezistent faţă de acizi şi baze, cristalizează în sistemul cubic, cu formula chimică Fe₃O₄. Ionul de fier din mineral poate fi fier bivalent sau trivalent, de aceea magnetita este prezentată ca oxid de fier(II,III); duritatea mineralului pe scara lui Mohs este 5,5 - 6,5, culoarea neagră, urma neagră cu un luciu mat, metalic.

Magnetita este unul dintre mineralele cu cele mai puternice caractere feromagnetice. La temperatura Curie (T_C pragul de temperatură de la care dispar proprietăţile feromagnetice) de 578°C magnetizarea se orientează în mare parte ca magnetizarea terestră, astfel i-a naştere un magnet remanent polarizat cu 500 nT (unităţi Tesla; ). Astfel cristalele de magnetită pot conserva în această formă orientarea magnetică terestră. Studiul orientării (polarizării) magnetice a rociilor de lavă vulcanică (bazalt) de către geologi a dus la idea că la intervale mari de timp în perioadele geologice îndepărtate polii magnetici ai Pământului s-au inversat. Datorită proprietăţii sale magnetice, magnetita este folosită şi azi ca magnet-pigment la busolă.

Cuprins 1 Istoric şi etimologie 2 Răspândire 3 Structură 4 Utilizare 5 Caracteristici 6 Vezi şi 7 Legături externe

[modifică] Istoric şi etimologie

Din latină provine cuvântul magnes - magnet care este folosit în Evul Mediu pentru denumirea mineralului, termnul de magnetit este folosit pentru prima oară în 1845 de geologul şi mineralogul austriac Wilhelm Ritter von Haidinger (1795-1871).
In China proprietăţile magnetice a mineralului sunt cunoscute deja în seccolul XI î.e.n.. Prima menţionare a mineralului ca magnetis în Europa o face filozoful şi naturalistul grec Theophrastos din Eresos (390-371 î.e.n.) ulterior este amintit de Plinius ca magnes mineral găsit de un cioban pe muntele Ida (azi pe teritoriul Turciei) piatră care rămâne lipită de vârful metalic al toiagului ciobanului.
Plinius clasifică aceste pietre magnetice ca feminine sau masculine după felul cum se atrag sau resping între ele.
Mineral cu aspect asemănător având însă culoarea albă, neavând proprietăţi magnetice va fi numit Magnezit MnC0₃. Probabil de aici provine şi denumirea unei regiuni din Grecia Magnezia din Thesalia.

[modifică] Răspândire

Mineralul ia naştere pe cale naturală

prin procesele de vulcanism, la temperaturi ridicate (cca. 600°C) temperatură cedată de lava vulcanică rocilor înconjurătoare.
Prin ieşire la suprafaţă a lavei se reduc presiunea ce determină degajarea de gaze în cantităţi mari, aşa numiţii vapori de apă atacă rocile din punct de vedere chimic formându-se calcare dolomitice, fiind astfel eliminat bioxidul de carbon, formându-se hidroxizi alcalini.
Dacă lava conţine fier vor lua naştere oxizi de fier, care prin răcire cristalizează dând naştere la magnetit Fe₃O₄ sau minerale înrudite neavând proprietăţi magnetice ca hematitul Fe₂O₃.
Aceste procese de formare a unui mineral fiind numite procese pneumatolitice (grec.:pneuma = gaz, lyein = dizolva, lega).

Produs pe cale artificială

prima metodă utilizată e metoda lui V.A.M. Brabers care cu ajutorul procedeului de topire pe straturi (printr-o încălzire prin inducţie) în cuptorul cu oglindă la temperaturi şi tensiuni de suprafaţă controlate, se obţin din α-Fe₂O₃ cu o puritate de 99.9%, cristale cu o mărime medie de 2 - 5 cm care vor fi în cuptorul cu oglindă 70 de ore la o temperatură de 1130 ºC într-o atmosferă de CO₂ şi H₂ tratat pentru a echilibra tensiunile din material şi eliminarea formării unei reţele cristaline defectuoase în structura magnetitului.

Mineralul poate fi găsit în natură

în formă compactă, granulată, sau critalină cu cristale octaedrice în roci magmatice ca bazalt, diabaz şi gabro.
Mineralul poate fi întâlnit şi în roci metamorfice sau roci sedimentare în albia râurilor.
Malurile sau ştrandurile negre din California, Noua Zeelandă Fuerteventura (Insulele Canare) conţin magnetit.
Cantităţi mai însemnate de magnetit sunt în regiunile: Kiruna Suedia, Pibara Australia de vest, Adirondack, Oregon, New Jersey, Pennsylvania, North Carolina, Virginia, New Mexico, Utah, Colorado USA, Norvegia, Germania, Italia, Elveţia, Africa de Sud, Rusia, India, Mexic.

[modifică] Structură

Din punct de vedere cristalografic magnetitul aparţine de grupa spinelului, cristalele dezvoltate normal având frecvent cristale gemene cu suprafeţe octaedrice mai rar rombdodecaedrice.
Magnetitul cristalizează şi în sistemul de cristalizare invers al spinelului, ionii de fier trivalent (Fe³⁺) sunt repartizaţi în mod uniform tetraedric cu legaţi de ionii de oxigen, pe când ionii de fier bivalent (Fe²⁺) sunt repartizaţi uniform în reţeaua de structură octaedrică şi tetraedrică.
^[1] Simetria la faza de temperatură înaltă a magnetitei a fost deja în anul 1915 clarificată, grupa structurii spaţiale fiind Fd3m bzw. O⁷_h, unde constanta structurii de reţea este a = 8,394 &Aring, astfel rezultă 8 forme structurale de bază cu 56 de atomi într-un sistem de cristalizare cubic.

[modifică] Utilizare

Ca materie primă:

Magnetitul împreună cu hematitul sunt principalele minereuri de fier (până la 72 % fier) sub denumirea de oxid negru de fier se înţelege magnetit concasat (măcinat).

Folosit de vieţuitoare:

Diferite animale necesită magnetita pentru o orientare geografică pe teren.
Astfel se pot aminti albinele, moluştele, porumbeii (cu magnetit la baza ciocului), magnetobacteriile, (cu magnetit în membrana celulară) care le ajută să se orienteze după linnile magnetice terestre.

Ca material de construcţie:

In industria de construcţie sub formă granulată utilizată din cauza densităţii mari a mineralului (4,65 bis 4,80 kg/dm³) în betonurile grele şi ca ziduri de protecţie contra radiaţiilor.

Utilizat în industria semiconductorilor:

Această utilizare în electronică se bazează pe teoria rotaţiei în anumite structuri (configuraţii) a electronilor, sau atomilor (Spinpolarisation) ca ventile (Spinventile, ce folosesc efectul GMR (Giant Magneto Resistance), este un efect studiat în mecanica cuantică).

[modifică] Caracteristici

Magnetism:

Timpul îndelungat în care a fost folosit şi studiat mineralul, permite explicaţia structurii cristalului. Fe₃O₄ are proprietăţi feromagnetice (cu momente de forţă magnetică). Ordinea structurii magnetice în magnetită se poate explica numai prin cele două subgrupări a reţelelor din figura 2 după teoria (Antiferomagnetică) a fizicianului francez Louis Néel (1904-2000). In acest model se presupune un schimb de efecte între structurile octaedrice şi tetraedrice cu ioni de oxigen ordonate cu ioni de fier puternic negativi şi schimbarea efectului între ionii din subgrupa aceleaşi reţele slab pozitiv şi negativ.
Această determină o ordine antiparalelă a momentelor de forţă magnetică.
Temperatura Curie (când proprietăţile magnetice dispar) este foarte ridicată cu valoarea T_N=850K.

Transformarea Verwey

Conductibilitatea electrică a magnetitei care e în general influenţată de numărul electronilor liberi:

este influenţat mult de temperatură, astfel la T=120K magnetita îşi schimbă abrupt prorietatea conductibilităţii electrice, de la un bun conductor electric (ca. 0.2 mΩm la T>120K) devine un izolator electric (40mΩm la T<120K).
Această proprietate a mineralului a fost studiată şi explicată teoretic în anul 1939 de E. J. W. Verwey.

[modifică] Vezi şi

• Listă de minerale
• Magnetism

[modifică] Legături externe

• ro Magnetit-DEX
• de Mineralienatlas:Mineralienatlas (Wiki)
• de Mineralogy Database - Mineral Collecting, Localities, Mineral Photos and Data
• de Baulexikon online - Bauwerk Verlag GmbH, Berlin
• Sursa=http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetit