ورقاتشرح درس المعادن - جواهر الأرض اول متوسط الفصل الأول
المعدن مادة صلبة طبيعية غير عضوية ذات تركيب كيميائي محدد وبنية بلورية، ويُعرف بخواص مثل الصلادة والبريق والمخدش.
أهداف الدرس
- يعدّد الشروط الخمسة التي تجعل المادة معدنًا.
- يصف خواص المعادن: الصلادة والبريق والمخدش والانفصام والمكسر واللون.
- يستعمل مقياس موس لترتيب المعادن بحسب صلادتها.
- يفرّق بين المعدن والخام والحجر الكريم.
- يذكر أمثلة على معادن المملكة واستعمالاتها.
المفهوم الأساسي
المعدن مادة صلبة طبيعية غير عضوية ذات تركيب كيميائي محدد وبنية بلورية، ويُعرف بخواص مثل الصلادة والبريق والمخدش.
شرح الدرس
تحت أقدامنا ثروة من الجواهر والخامات. الملح الذي في الطعام معدن، والكوارتز في رمل الشواطئ معدن، والذهب في الحلي معدن. فما الذي يجعل المادة معدنًا؟
ما المعدن؟
حتى تكون المادة معدنًا يجب أن تحقق الشروط الخمسة:
- طبيعي: يتكون في الطبيعة دون تدخل الإنسان.
- غير عضوي: لا يتكون من مخلوقات حية.
- صلب: في درجة حرارة الغرفة.
- تركيب كيميائي محدد: كأن يكون الملح الصخري NaCl أو الكوارتز SiO₂.
- بنية بلورية: ذراته مرتبة في نمط هندسي منتظم يتكرر.
فالفحم ليس معدنًا لأنه عضوي، والزجاج ليس معدنًا لأنه ليس بلوريًا.
خواص المعادن
- الصلادة: مقاومة المعدن للخدش، وتُقاس بمقياس موس من ١ إلى ١٠.
- البريق: مظهر سطح المعدن عند انعكاس الضوء عنه، فقد يكون فلزيًا أو لا فلزيًا.
- المخدش: لون مسحوق المعدن عند حكّه على لوح خزفي خشن، وهو أثبت من لون المعدن نفسه.
- الانفصام: تكسر المعدن على سطوح مستوية ملساء.
- المكسر: تكسره على سطوح غير منتظمة.
- اللون: خاصية يسهل ملاحظتها لكنها قد تتغير بالشوائب فهي أقل أمانة في التعرف.
ويبدأ مقياس موس بالتلك (١) ثم الجبس (٢) والكالسيت (٣) والفلوريت (٤) والأباتيت (٥) والأورثوكلاز (٦) والكوارتز (٧) والتوباز (٨) والكوراندوم (٩) والألماس (١٠). ويخدش المعدن الأعلى رقمًا ما دونه.
«الألماس أصلد معدن طبيعي ورقمه ١٠ في مقياس موس.»
مثال محلول: قطعة تخدش الكالسيت (٣) ولا تخدش الفلوريت (٤). صلادتها بين ٣ و ٤.
الخامات والأحجار الكريمة
- الخام: صخر أو معدن يحوي كمية من فلز أو معدن مفيد يمكن استخراجه بجدوى اقتصادية، كخام الحديد والنحاس.
- الأحجار الكريمة: معادن نادرة ذات ألوان جميلة وصلادة عالية تُصقل للزينة، كالألماس والياقوت.
الألماس والفحم الحجري كلاهما مبني من الكربون، لكن ترتيب الذرات يختلف، فالألماس بلوري أما الفحم فعضوي، وهذا يفسر اختلافهما الكبير.
معادن المملكة
تحوي المملكة معادن مهمة: الذهب في منجم مهد الذهب، والفوسفات في وعد الشمال والذي يُستعمل في الأسمدة، والبوكسيت والنحاس وملح الطعام. وتُستخرج المعادن بالتعدين السطحي أو الجوفي، ويجب حماية البيئة أثناء ذلك.
إن لم تحقق المادة شرطًا من الشروط الخمسة فليست معدنًا.
نشاط تعليمي
النشاط الأول
اختبر صلادة أجسام (ظفر، عملة نحاسية، مسمار) على قطع من الجبس والكالسيت بإشراف المعلم.
يخدش الظفر الجبس فقط، والعملة تخدش الجبس والكالسيت أحيانًا، والمسمار يخدشهما.
أن يطبّق الطالب مفهوم الصلادة.
التطبيق الثاني
هل الخشب والملح الصخري معدنان؟
الخشب ليس معدنًا لأنه عضوي، والملح الصخري معدن لأنه يحقق الشروط الخمسة.
أن يطبّق الطالب شروط المعدن.
المسألة الثالثة
معدن يخدش الفلوريت (٤) ويخدشه الكوارتز (٧) ولا يخدش الأورثوكلاز (٦). ما مدى صلادته؟
أكبر من ٤ ولا تزيد على ٦.
أن يستنتج الطالب الصلادة.
ملاحظات مهمة
- 1للمعدن خمسة شروط: طبيعي وغير عضوي وصلب وتركيب محدد وبنية بلورية.
- 2الصلادة بمقياس موس من ١ إلى ١٠.
- 3المخدش أثبت من اللون.
- 4الخام معدن أو صخر يستخرج منه فلز مفيد.
أخطاء شائعة
- ✗ خطأالتعرف على المعدن باللون فقط.✓ الصواب: قد يتغير اللون بالشوائب، والأفضل الاعتماد على المخدش والصلادة وغيرها.
- ✗ خطأاعتبار الألماس والفحم شيئًا واحدًا.✓ الصواب: كلاهما من الكربون لكن بنيتهما مختلفة، والفحم عضوي وليس معدنًا.
ملخص الدرس
- المعدن مادة طبيعية غير عضوية صلبة بتركيب محدد وبنية بلورية.
- من خواصه: الصلادة والبريق والمخدش والانفصام والمكسر واللون.
- مقياس موس يرتب الصلادة من التلك إلى الألماس.
- تحوي المملكة الذهب والفوسفات وغيرهما.
هل أتقنت الدرس؟اختبر نفسك من خلال اختبار قصير من عدة أسئلة.
