Кварц - описание свойств минерала для детей 2 класса

Как образуется, происхождение

Кварц известен людям с древнейших времён. Его легко обнаружить и добыть даже без применения специальной техники. Кроме того, он прочен и красив. Древние люди изготавливали из него не только украшения, но и орудия труда — топоры, ножи, отбойники.

Условия образования минерала различны. Он является породообразующим для большинства метаморфических и магматических пород. Может кристаллизоваться непосредственно из кислых магм. Встречается кварц и в составе осадочных пород: доломитов, известняков и пр. В них он имеет формы жеод (замкнутых полостей), конкреций (шаровидных минеральных агрегатов), прожилок и мелкокристаллических корок. В виде смесей и силикатов может сам входить в состав других минералов.

Относится к группе стеклообразующих оксидов, то есть стекло может состоять главным образом из этого минерала.

Состав, общие свойства

В переводе со средневерхненемецкого языка название кварц означает «твёрдый». Этот минерал представляет собой оксид кремния. Химическая формула кварца — SiO2 (оксид кремния). Температура плавления — около +1728 градусов. В разных источниках эти сведения могут отличаться, так как расплав минерала характеризуется повышенной вязкостью и в точности определить температуру сложно. Кварц — диэлектрик, то есть он не проводит или практически не проводит электрический ток. Плотность минерала — в пределах от 2,6 до 2,65 г/см³. Его твёрдость по 10-балльной шкале Мооса равна 7.

Кристаллы имеют характерное шестигранное псевдогексагональное призматическое строение. Они чаще всего бесцветны, но могут иметь белую окраску из-за большого количества трещин. Благодаря различным примесям, в том числе включениям других минералов (например, оксидов железа) могут приобретать и другие цвета.

Для кварца характерен полиморфизм, то есть при одной и той же химической формуле минерал может иметь различное строение кристаллической решётки. Благодаря её разной структуре в природе встречаются коэсит, тридимит, кристобалит.

Ещё одна полиморфная модификация, стишовит, была сначала получена искусственным путём при очень высоком давлении, а затем обнаружена в составе горных пород в Аризонском метеоритном кратере.

Для детей 2 класса описание минерала кварца должно быть более простым. Можно дать лишь его краткую характеристику, в соответствии с возрастными особенностями учащихся. Сведения о химической формуле и составе минерала для них ещё сложны, они изучаются в старших классах. В рамках курса «Окружающий мир» сообщение может включать, например, информацию о разновидностях полезного ископаемого. Этот минерал имеет много видов и внешне они довольно привлекательны. Поэтому у детей 7—8 лет такая информация вызывает большой интерес.

Разновидности, их разнообразие

Интересный факт: существует множество разновидностей кварца (более двух десятков), которые отличаются друг от друга прежде всего цветом. Так, этот минерал может выглядеть как бесцветные, прозрачные кристаллы (горный хрусталь), тёмный непрозрачный полудрагоценный камень коричневого или красно-коричневого цвета с белыми и чёрными или розоватыми и желтоватыми узорами соответственно (оникс).

И это далеко не все примеры. Дополнительный материал для детей 2 класса о свойствах камня кварца может включать краткие сведения о таких его разновидностях, как халцедон, цитрин, а также кошачий, тигровый и соколиный глаз. Названия последних видов вызывают живой интерес у учеников. В докладе могут содержаться сведения о том, что из многих разновидностей минерала делают ювелирные украшения. Дополнить информацию и сделать тему по-настоящему интересной для детей помогут тщательно подобранные иллюстрации.

Как и где добывают кварц

Это очень распространённый минерал, его месторождения не редкость. Залежи пока не обнаружены только в Антарктиде, но это лишь вопрос времени.

Однако далеко не все они имеют промышленное значение. На мировой рынок минерал в основном поставляют такие государства:

1. США.
2. Бразилия.
3. Австралия.
4. Шри-Ланка.
5. Мадагаскар.

Кроме того, многие страны являются признанными лидерами в добыче какой-то одной разновидности минерала. Так, в России на Южном Урале добывают самые качественные в мире авантюрины. Это разновидность кварца зеленоватого цвета без искр. Прекрасные кристаллы горного хрусталя добывают в Италии, Франции. Помимо австралийских и бразильских, востребованы у ювелиров и аметисты из Германии, Армении.

Добыча кварца может вестись тремя способами, в зависимости от особенностей месторождения:

1. Взрывным. Это наименее эффективный способ, который к тому же вредит окружающей среде. В результате получают, как правило, кристаллы невысокого качества, в виде обломков, с трещинами и сколами. Однако этот метод по-прежнему актуален из-за его дешевизны.
2. Методом воздушной подушки. Он заключается в том, что порода раскалывается под действием высокого давления. Оно образуется путём нагнетания воздуха в специальную ёмкость, помещённую в скважину месторождения. При таком способе повреждения породы незначительны.
3. Метод камнереза. Самый щадящий, но и наиболее дорогостоящий. Предусматривает использование специальной техники, стоимость которой довольно высока.

Кроме того, кварц синтезируют искусственным путём.

Применение минерала

Он относится к широко распространенным полезным ископаемым. Искусственный и натуральный кварц применение находят в следующих сферах:

1. Оптика (в различных приборах).
2. Производство (керамическая, стекольная промышленность). Благодаря пьезоэлектрическим свойствам они также используются в радио- и телефонной аппаратуре. Применяются в генераторах ультразвука. Большое количество кварцевого сырья используется для производства огнеупорных материалов, а также кварцевого стекла, из которого изготавливают изделия, стойкие к колебаниям температуры. Это лабораторная посуда, изоляторы, тигли и т. д. Из кварцевого стекла производят оптические волокна.
3. Ювелирное дело. В сфере повышения в последние годы интереса к эзотерическим знаниям большую популярность приобрели амулеты с разными видами кварца, которые подбираются исходя из даты рождения человека и других параметров.

Искусственные кристаллы

Искусственный кварц имеет ряд преимуществ перед природным: это и более высокая химическая чистота, и однородная структура, вызванная более равномерным распределением примесей. Кроме того, промышленным образом выращивают монокристаллы, в природе же распространены сдвойникованные. Монокристаллы более пригодны для использования в оптической и радиоэлектронной промышленности.

Для ювелирного дела искусственные кристаллы кварца тоже удобнее, так как в процессе выращивания им можно придать практически любой цвет и насыщенность оттенка. Можно также вырастить кристаллы с задуманными плавными переходами одного цвета в другой. Интересно, что промышленным образом можно получить и такие цвета, которые в природе не встречаются или очень редки. Это синий, голубой и зелёный кварц. Для детей 2 класса эта информация тоже, несомненно, будет интересной.

Интересные факты

С элементарными сведениями о минералах ученики знакомятся уже в начальных классах. Учитель может сообщить на уроке следующие интересные сведения о кварце:

1. Минерал может по-разному реагировать на колебания температуры. Так, чёрный кварц, нагретый до +300 градусов, приобретает золотистый цвет, а до +400 — прозрачность.
2. Многим известно выражение «кварцевые часы». Для контроля за точностью хода в них используются кристаллы этого минерала. Часы с кварцевыми кристаллами считаются самым точными.
3. Линзы из кварца намного прочнее, чем стеклянные.

Эти интересные факты вполне доступны для понимания детям 2 класса. Использование таких сведений на уроке поможет оживить восприятие и будет способствовать лучшему усвоению материала.