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Ein sehr einfaches optisches Instrument, die
Turmalinzange genannt, zeigt, wie nützlich diese optischen
Verhältnisse für Mineralbestimmungen sein können.
Werden nämlich aus einem durchsichtigen
Turmalinkrystalle zwei Plättchen parallel der
Hauptachse geschnitten und in je ein Ende der Zange
eingelegt, so dienen sie zur Erkennung der
optischen Brechungsverhältnisse. Stehen die beiden
Plättchen parallel, so sieht man sie so gefärbt, wie
ein einzelnes, dreht man dagegen das eine Plättchen
um 90 Grad, so daß sie sich rechtwinklig kreuzen, so tritt
eine starke Verdunkelung ein. Schiebt man nun
zwischen die beiden Turmalinplättchen in gekreuzter
Stellung ein Plättchen eines optisch einachsigen
Krystalles ein, welches senkrecht auf die optische
Achse oder was dasselbe ist, senkrecht auf die Hauptachse
geschnitten ist, z. B. von dem oben erwähnten Kalkspath, so
sieht man, wie Taf. B Fig. 18 zeigt, farbige concentrische
kreisrunde Ringe und ein dunkles rechtwinkltges Kreuz. Diese
Erscheinung zeigt sich bei allen durchsichtigen Plättchen optisch
einachsiger Krystalle, welche senkrecht auf die Hauptachse
geschnitten sind. Liegen dagegen die Turmalinplättchen
parallel, so entsteht, wie Fig. 19 zeigt, ein weißes Kreuz
und die Ringe zeigen die complementären Farben des
ersten Bildes Fig. 18. z. B. anstatt roth grün, anstatt blau
gelb u. s. w. Werden zwei solcher Krystallplättchen rechtwinklig
gekreuzt, so erscheint anstatt des dunklen Kreuzes eine 8 förmige
vierfache Zeichnung; wird das Mineral, z. B. Bergkrystall durch
eine Schraube zusammengedrückt, so verzerren sich die
Farbenkreise in parabolische Figuren, womit zugleich die
Elasticität des Bergkrystalles nachgewiesen wird. Optisch
zweiachsige d. h. orthorhombische, klinorhombische und anorthische
Krystalle zeigen in demselben Apparate andere
Farbenerscheinungen, zwei elliptische Ringsysteme u. s. w.
wie Fig. 20 und 21, welche von Kalisalpeter genommen
sind. Die Mineralplättchen müssen dabei senkrecht auf eine
optische Mittellinie geschnitten sein. Zu solcher Probe
dienen oft Spaltungsblättchen und je dünner diese oder die
Plättchen sind, um so weiter stehen die concentrischen Ringe
von einander entfernt.
Verhalten der Minerale gegen Elektricität,
Magnetismus und Wärme.
Viele Minerale werden bei gewisser Behandlung elektrisch,
fo z. B. durch Reiben, wie Turmalin, Schwefel, Bernstein
u. a. m. andere durch Erwärmen, wie Turmalin und wie
dieser, selbst polarisch elektrisch, daß das eine Ende eines Krystalles
positiv, das andere negativ wird. Einige sind Leiter der
Elektricität, wie die Metalle, andere Nichtleiter, wie viele
Silikate. Man prüft solche Erscheinungen, die meist nicht
wichtig für die Erkennung sind, vermittelst einer einfachen
elektrischen Nadel, oder mit dem Elektrometer oder mit einem
auf Glas befestigten Thierhaare.
Manche Minerale zeigen sich magnetisch, d. h. sie
wirken auf die Magnetnadel, bewegen dieselbe, wenn man sie
derselben nähert. Sehr wenige sind polarisch magnetisch, d. h.
ziehen das eine Ende der Nadel an derselben Stelle an und
stoßen das andere ab. Solche wie das Magneteisenerz, der
natürliche Magnet, ziehen Eisenfeilspäne an.
Die Minerale haben wie andere Körper ihre eigene,
die specifische Wärme und unterscheiden sich durch ihre
Fähigkeit, die Wärme zu leiten, was man am besten dadurch
inmittelbar wahrnehmen kann, daß sie sich mehr oder weniger
kalt anfühlen, wie z. B. Metalle, geschwefelte Metalle, Silikate
und Harze. Durch Wärme werden die Minerale mehr oder
Veniger ausgedehnt, weßhalb man auch das specifische Gewicht
bei einer übereinstimmenden mittleren Temperatur bestimmt.
Die Veränderungen durch hohe Wärme gehören zu dem chemischen
Verhalten der Minerale
Mineralreich.
Chemische Verhältnisse.
Die Minerale sind entweder chemisch einfache oder
zusammengesetzte Körper; die ersteren nennt man elementare
Körper, Elemente, Grundstoffe. Die Zahl der Elemente beläuft
sich auf 63, von denen eine ansehnliche Zahl als Minerale
vorkommen. Die nachfolgende Tabelle (S. 7) enthält die Elemente
mit ihren wichtigsten Eigenschaften, ihren Atomgewichten u. s. w.
Die Atomgewichte sind Zahlen, welche durch die Verbindungen
ermittelt wurden, wobei man von der Ansicht ausging, daß
alle wahrnehmbaren Körper, die elementaren sowohl, als auch
die zusammengesetzten aus unendlich kleinen materiellen Theilchen
zusammengesetzt sind, welche die Atome genannt wurden, und
daß die Atome eines jeden elementaren Körpers vollständig '
gleich sind. Da die Atome als solche sichtlich nicht wahrnehmbar
sind, so lassen sie sich auch nicht wiegen, um das Gewicht der
einzelnen Atome eines elementaren Körpers zu bestimmen; man
konnte aber aus den Verbindungen das relative Gewicht der
Atome verschiedener Elemente erschließen. So hat man z. B.
gefunden, daß das Eisen als elementarer Körper mit dem
Sauerstoff als einem andern elementaren Körper zwei Verbindungen
bildet, von denen die eine Eisenoxydul genannte
auf 56 Gewichtseinheiten Eisen 16 gleiche Gewichtseinheiten
Sauerstoff enthält, die andere Eisenoxyd genannte Verbindung
dagegen auf 2 X 56 Gewichtseinheiten Eisen 3 X 16 gleiche
Gewichtseinheiten Sauerstoff. Nimmt man nun an, daß das
Eisenoxydul aus gleichviel Atomen Eisen und Sauerstoff zusammengesetzt
ist, so verhält sich das absolute Gewicht eines
Atom Eisen zu dem absoluten Gewichte eines Atom Sauerstoff
wie 56 : 16 oder man kann sagen, daß ein Atom Eisen 56
solche Gewichtseinheiten wiegt, wie deren ein Atom Sauerstoff
16 wiegt.
Bezeichnet man nun ein Atom Eisen mit dem Symbol
Fe (von dem lateinischen Namen Ferrum, Eisen) und ein Atom
Sauerstoff mit dem Symbol 0 (von dem lateinischen Namen
Oxygenium, Sauerstoff) so ist das Atomgewicht von Fe 56,
von 0 16. Die Gewichtseinheit, auf welche sich diese Zahlen
beziehen, ist das Atomgewicht des Wasserstoffes. Man kann
als Einheit auch das Atomgewicht eines beliebigen anderen
Elementes wühlen und nahm auch das des Sauerstoffes, setzte
aber seine Atomgewichtszahl — 100. Da nun das Atomgewicht
des Sauerstoffes sich zu dem des Eisens wie 16 : 56 verhält,
so ist dann das Atomgewicht des Eisens — 350. In der
nachfolgenden Tabelle (S. 7) sind nur die Atomgewichte für
Wasserstoff als Einheit angegeben.
Wenn nun Eisenoxydul aus gleichviel Atomen Eisen und
Sauerstoff zusammengesetzt ist, so besteht das kleinste materielle
Theilchen Eisenoxydul, welches M o l e k ü l genannt wird, aus
einem Atom Eisen und einem Atom Sauerstoff. Dies drücken
die zusammengestellten Symbole Fe O aus, dies ist die chemische
Formel des Eisenoxydul. — Da das Eisenoxyd auf 2 X 56
Gewichtseinheiten Eisen 3 X 16 gleiche Gewichtseinheiten
Sauerstoff enthält, so besteht ein Molekül Eisenoxyd aus 2
Atomen Eisen und 3 Atomen Sauerstoff, seine chemische Formel
ist Fe2 O3, in welcher die kleinen angehängten Zahlen die
Anzahl der verbundenen Atome ausdrücken.
Bei den Verbindungen der beiden Körper Eisenoxydul
und Eisenoxyd drückt die Stellung der beiden Symbolzeichen
Fe und O das elektrochemische Verhalten aus, indem das Eisen
gegenüber dem Sauerstoff der positive Theil, der Sauerstoff
gegenüber dem Eisen der negative Theil der Verbindung ist.
So ist z. B. die chemische Formel eines Molekül Wasser H2 O,
indem dasselbe aus 2 Atomen Wasserstoff (Hydrogenium) und
einem Atom Sauerstoff besteht, der Wasserstoff der positive,
der Sauerstoff der negative Theil der Verbindung ist. So
ist S O3 die chemische Formel der Schwefelsäure, ein Molekül
derselben enthält ein Atom Schwefel (Sulphur) und 3 Atome
Sauerstoff und der Schwefel ist der positive Theil der Verbindung,
der Sauerstoff der negative.
Wegen der anderweitigen Verhältnisse chemischer
Verbindungen und ihrer Formeln ist auf die Lehrbücher der
Chemie