Mohsova stupnice tvrdosti

V mineralogii se k určení tvrdosti nerostů používá nejčastěji Mohsova stupnice, která má 10 stupňů tvrdosti. Sestavená byla německým geologem Carlem Friedrichem Christianem Mohsem. Založena je na předpokladu, že tvrdší minerál zanechá v měkčím minerálu vryp. 

mohsova stupnice tvrdosti

Mohsova stupnice od nejměkčích nerostů po nejtvrdší:

(V závorce je u minerálů uvedena jejich absolutní tvrdost).

  1. mastek (1)
  2. sůl kamenná (3)
  3. kalcit (9)
  4. fluorit (21)
  5. apatit (48)
  6. živec (72)
  7. křemen (100)
  8. topaz (200)
  9. korund (400)
  10. diamant (1600)

 

Mohsova stupnice tvrdosti + absolutní tvrdost.

Graf zobrazuje rostoucí absolutní tvrdost u minerálů použitých na Mohsově stupnici tvrdosti.

Tvrdost zjišťujeme tak, že hranou jednotlivých nerostů ze stupnice od mastku počínaje rýpneme postupně do povrchu zkoumaného nerostu. Jakmile se v něm vytvoří rýha, znamená to, že nalezený nerost má nižší tvrdost než poslední použitý nerost ze stupnice. Tvrdost zkoumáme na krystalech, na kusových nerostech, nebo nanejvýše na hrubozrnných agregátech. Stanovení tvrdosti jemných nebo vláknitých agregátů je vždycky nespolehlivé. [1] 

V praxi je dobré se orientovat v základní tvrdosti předmětů v běžném dosahu. Například nehet má tvrdost 1,5 až 2. Nehtem tedy snadno rýpneme do mastku (a samozřejmě ostatních minerálů s tvrdostí 1), ale ne do kalcitu (tvrdost 3). Mince mají tvrdost 3,4 - 4. Kapesní nůž přibližně 5, a pokud minerál zanechává rýhu ve skle, má větší tvrdost než 5. Ještě tvrdší jsou, ocelový pilník 7 (nerosty s vyšší tvrdostí než 7 jsou v přírodě vzácné) a keramický nůž 8,2.

Nejtvrdší minerály

Tvrdost byla dříve určujícím měřítkem mezi drahokamy a polodrahokamy. Za drahokam byl považován kámen s tvrdostí větší jak křemen (více jak 7 dle Mohse). Mezi nejtvrdší kameny patří: akvamarín s tvrdostí (7,5 - 8); topaz (8); korund (9) a jeho odrůdy rubín (9); safír (9) smaragd (7,5 – 8). Vrcholem Mohsovy stupnice je král drahokamů - diamant; s tvrdostí (10).

Tvrdost minerálu

Tvrdost minerálu závisí na pevnosti vazby mezi částicemi v krystalové struktuře nerostu. Čím je vzdálenost částic menší, tím je vazba zpravidla pevnější a nerost tvrdší. Vazby mezi vzdálenějšími částicemi jsou slabší, a proto je nerost měkčí. Zkráceně lze říci, že tvrdost je odpor minerálu proti vniknutí cizího tělesa. [2]

Pro tvrdost platí několik základních obecných podmínek:

  • tvrdost roste s klesající vzdáleností jednotlivých iontů ve struktuře
  • roste s větší pravidelností krystalové mřížky
  • roste s mocenstvím iontů respektive s násobností vazby
  • roste s podílem iontové vazby ve smíšených vazbách
  • krystalové agregáty (drúzy) jsou obvykle měkčí než samostatný krystal

 

Tvrdost některých minerálů a prvků

Zajímavost: vosk má při teplotě 0°C tvrdost 0,2.

Široká nabídka minerálů na e-shopu.

Je nejtvrdší diamant?

Na Mohsově stupnici tvrdosti zaujímá diamant nejvyšší pozici. V roce 2009 byly v jednom z meteoritů objeveny další dvě modifikace uhlíku (obdobné diamantu) a s vyšší tvrdostí. Nejtvrdší známý materiál na světě je též modifikací diamantu. Nazývá se ADNR (Aggregated diamond nanorod) a vytvořili jej vědci z Bayreuthské univerzity v roce 2005 pomocí nanokrystalizace diamantu. Molekuly v této látce (nejedná se o minerál) mají tvar fullerenů, vytvářejících řetězce o délce jednoho mikrometru. ADNR vydrží tlak 491 gigapascalů. 

diamant

Kdo byl Friedrich Mohs?

Carl Friedrich Christian Mohs byl německý geolog a mineralog, který se narodil 29. ledna 1773 v Genrode v rodině obchodníka.

friedrich-mohs

Studoval chemii, matematiku a fyziku na Univerzitě v Halle. Studium dokončil na Báňské akademii ve Freibergu. Od roku 1801 pracuje Friedrich Mohs jako důlní mistr (předák) v dolech v Neudorfu. V roce 1802 byl poprvé pozván do Rakouska, kde třídil a popisoval minerály v soukromé sbírce bankéře J. F. van der Nülla.

V roce 1812 byl jmenován profesorem mineralogie na Joanneu ve Štýrském Hradci. V této době v rámci své práce začal určovat fyzikální charakteristiky minerálů a podle nich je třídit. Tím se odlišoval od klasifikace tehdejších mineralogů, kteří minerály řadili podle jejich chemického složení.

Vytvořil stupnici tvrdosti, která je dodnes používána a říká se jí Mohsova stupnice tvrdosti. Mohs ji vytvářel nezávisle na konceptu Christiana Samuela Weisse, který krystalografický systém tvořil ve stejné době.

V roce 1817 se stal profesorem a nástupcem Gotloba Wernera ve Freibergu a v roce 1826 profesorem ve Vídni. Zemřel během své cesty do Itálie v roce 1839.

Zdroj:

[1] Kapesní atlas nerostů a hornin (str.15) - Karel Tuček, František Tvrz

[2] Vlastnosti minerálů - UK Praha

 

Tento web používá soubory cookie. Dalším procházením tohoto webu vyjadřujete souhlas s jejich používáním.. Více informací zde.