मिट्टी के खनिज एल्यूमीनियम के जलीय phyllosilicates हैं, कभी-कभी लोहे, मैग्नीशियम, क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं की विभिन्न अशुद्धियों के साथ, साथ ही कुछ ग्रह सतहों पर या उसके आसपास पाए जाने वाले अन्य उद्धरण भी।
वे पानी की उपस्थिति में बनते हैं, और एक बार वे जीवन के उद्भव के लिए महत्वपूर्ण थे, क्योंकि अबोजीनेस के कई सिद्धांत इस प्रक्रिया में उनकी भूमिका को ध्यान में रखते हैं। वे मिट्टी के महत्वपूर्ण घटक हैं और कृषि और उत्पादन में प्राचीन काल से मनुष्यों के लिए फायदेमंद हैं।
गठन
क्ले, मीका के समान सपाट हेक्सागोनल शीट बनाते हैं। मिट्टी के खनिज सामान्य अपक्षय उत्पाद (फेल्डस्पार के अपक्षय सहित) और हाइड्रोथर्मल परिवर्तन के कम तापमान वाले उत्पाद हैं। वे मिट्टी में बहुत आम हैं, ठीक-ठीक दानेदार तलछटी चट्टानों में जैसे कि विद्वान, मडस्टोन और सिल्टस्टोन, साथ ही साथ बारीक दाने वाले मेटामॉर्फिक विद्वानों और फिलाइट्स में।
की विशेषताओं
मिट्टी के खनिज, एक नियम के रूप में (लेकिन जरूरी नहीं), अल्ट्राफाइन-दानेदार होते हैं। यह आमतौर पर माना जाता है कि उनके पास कण आकार के मानक वर्गीकरण में 2 माइक्रोमीटर से कम का आकार है, इसलिए उन्हें पहचानने और उनका अध्ययन करने के लिए विशेष विश्लेषणात्मक तरीकों की आवश्यकता हो सकती है। इनमें एक्स-रे विवर्तन, इलेक्ट्रॉन विवर्तन विधियाँ, विभिन्न स्पेक्ट्रोस्कोपिक विधियाँ जैसे Mössbauer स्पेक्ट्रोस्कोपी, इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी, रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी और SEM-EDS, या स्वचालित खनिज प्रक्रिया शामिल हैं। इन विधियों को ध्रुवीकृत प्रकाश माइक्रोस्कोपी द्वारा पूरक किया जा सकता है, एक पारंपरिक तकनीक जो मौलिक घटना या पेटोलॉजिकल संबंध स्थापित करती है।
विस्तार
पानी की आवश्यकता को देखते हुए, सौर मंडल में मिट्टी के खनिज अपेक्षाकृत दुर्लभ हैं, हालांकि वे पृथ्वी पर व्यापक हैं, जहां पानी अन्य खनिजों और कार्बनिक पदार्थों के साथ बातचीत करता है। उन्हें मंगल पर कई स्थानों पर खोजा गया है। स्पेक्ट्रोग्राफी ने क्षुद्रग्रह और ग्रह पर अपनी उपस्थिति की पुष्टि की, जिसमें बौना ग्रह सेरेस और टेम्पेल 1, साथ ही साथ बृहस्पति यूरोप का चंद्रमा भी शामिल है।
वर्गीकरण
मुख्य मिट्टी के खनिज निम्नलिखित समूहों में शामिल हैं:
- काओलिन समूह, जिसमें खनिज काओलाइट, डाइकिट, हैलोसाइट और नकट्री (पॉलीमॉर्फ़्स Al2Si2O5 (OH) 4) शामिल हैं। कुछ स्रोतों में संरचनात्मक समानता (बेली 1980) के कारण काओलाइट-सर्पेंटाइन समूह शामिल हैं।
- एक स्मेक्टाइट समूह जिसमें डियोक्टाहेड्रल स्मेक्टाइट्स, जैसे मोंटमोरोलाइट, नेन्ट्रोनाइट और बीडेल्ट्री, और ट्राइक्टाहेड्रल स्मेक्टाइट्स शामिल हैं, उदाहरण के लिए, सैपोनाइट। 2013 में, क्यूरियोसिटी रोवर द्वारा किए गए विश्लेषणात्मक परीक्षणों में मंगल ग्रह पर स्मिटाइट मिट्टी के खनिजों की उपस्थिति के अनुरूप परिणाम मिले।
- इलाईट समूह, जिसमें मिट्टी अभ्रक शामिल है। इलिट इस समूह का एकमात्र सामान्य खनिज है।
- क्लोराइट समूह में महत्वपूर्ण रासायनिक भिन्नता वाले समान खनिजों की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल है।
अन्य प्रजातियां
इन खनिजों के अन्य प्रकार हैं जैसे कि सेपियोलाइट या एटापुलगाइट, लंबे पानी के चैनलों के साथ मिट्टी, संरचना में आंतरिक। उपर्युक्त अधिकांश समूहों के लिए मिश्रित परत मिट्टी की विविधताएँ प्रासंगिक हैं। ऑर्डरिंग को यादृच्छिक या नियमित क्रम के रूप में वर्णित किया गया है और इसे आगे "रीचवेइट" शब्द से वर्णित किया गया है, जिसका जर्मन में अर्थ है "रेंज" या "कवरेज"। साहित्यिक लेखों का हवाला देते हैं, उदाहरण के लिए, आदेशित इलसाइट-स्मिटाइट R1। यह प्रकार ISISIS श्रेणी में शामिल है। दूसरी ओर R0, यादृच्छिक क्रम का वर्णन करता है। उनके अलावा, कोई अन्य प्रकार के ऑर्डरिंग (आर 3, आदि) भी पा सकता है। मिट्टी मिश्रित मिट्टी के खनिज, जो कि आर 1 के सही प्रकार हैं, अक्सर अपने स्वयं के नाम प्राप्त करते हैं। R1- आदेशित क्लोराइट-स्मेसाइट को जेनेसाइट, R1-illite-smectite-rectorite के नाम से जाना जाता है।
इतिहास का अध्ययन करें
मिट्टी के कणों की आणविक प्रकृति के विश्लेषण के लिए आवश्यक एक्स-रे विवर्तन प्रौद्योगिकियों के विकास के साथ 1930 के दशक में मिट्टी की प्रकृति का ज्ञान अधिक समझ में आया। शब्दावली का मानकीकरण भी इस अवधि के दौरान समान शब्दों पर विशेष ध्यान देने के साथ उभरा, जिससे भ्रम की स्थिति पैदा हुई, जैसे कि एक चादर और एक विमान।
सभी phyllosilicates की तरह, मिट्टी के खनिजों को एंग्लो SiO4 टेट्राहेड्रा और / या AlO4 ऑक्टाहेड्रा के दो आयामी स्तर की विशेषता है। शीट ब्लॉकों में रासायनिक संरचना (अल, सी) 3O4 है। प्रत्येक सिलिकॉन टेट्राहेड्रोन अपने टेटेक्स ऑक्सीजन के 3 अन्य टेट्राहेड्रा के साथ साझा करता है, जो दो आयामों में हेक्सागोनल जाली का निर्माण करता है। चौथा शीर्ष एक और टेट्राहेड्रोन के साथ साझा नहीं किया गया है, और सभी टेट्राहेड्रोन एक ही दिशा में "बिंदु" हैं। शीट के एक तरफ सभी अनारक्षित कोने हैं।
संरचना
खण्डों में, टेट्राहेड्रल शीट हमेशा ऑक्टाहेड्रल शीट से बंधी होती हैं, जो कि छोटे उद्धरणों से बनती हैं, जैसे कि एल्यूमीनियम या मैग्नीशियम, और छह ऑक्सीजन परमाणुओं द्वारा समन्वित। टेट्राहेड्रल शीट का अनकैप्ड वर्टेक्स भी ऑक्टाहेड्रल के एक तरफ का हिस्सा बनाता है, लेकिन एक अतिरिक्त ऑक्सीजन परमाणु टेट्राहेड्रल शीट में छह टेट्राहेड्रा के केंद्र में अंतराल के ऊपर स्थित है। यह ऑक्सीजन परमाणु मिट्टी के ढांचे में एक ओएच समूह बनाने वाले हाइड्रोजन परमाणु से जुड़ा होता है।
परतों में टेट्राहेड्रल और ऑक्टाहेड्रल शीट को पैक करने की विधि के आधार पर क्ले को श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है। यदि प्रत्येक परत में केवल एक टेट्राहेड्रल और एक ऑक्टाहेड्रल समूह है, तो यह 1: 1 श्रेणी का है। एक विकल्प, जिसे मिट्टी 2: 1 के रूप में जाना जाता है, में दो टेट्राहेड्रल शीट होती हैं, जिनमें से प्रत्येक के अविभाजित शीर्ष के साथ एक दूसरे की ओर निर्देशित होती है और अष्टकोणीय शीट के प्रत्येक पक्ष का निर्माण होता है।
टेट्राहेड्रल और ऑक्टाहेड्रल शीट के बीच संबंध की आवश्यकता है कि टेट्राहेड्रल शीट नालीदार या मुड़ जाती है, जिससे हेक्सागोनल मैट्रिक्स के डिट्रिगोनल विरूपण होता है, और ऑक्टाहेड्रल शीट संरेखित होती है। यह क्रिस्टलीय के समग्र घाटी विरूपण को कम करता है।
टेट्राहेड्रल और ऑक्टाहेड्रल शीट की संरचना के आधार पर, परत में एक चार्ज नहीं होगा या एक नकारात्मक होगा। यदि परतें चार्ज की जाती हैं, तो यह चार्ज इंटरलेयर केशन से संतुलित होता है, जैसे कि Na + या K +। प्रत्येक मामले में, मध्यवर्ती परत में पानी भी हो सकता है। क्रिस्टल संरचना अन्य परतों के बीच स्थित परतों के ढेर से बनती है।
"मिट्टी रसायन विज्ञान"
चूंकि अधिकांश मिट्टी खनिजों से बनाई जाती हैं, इसलिए उनके पास उच्च जैव-रासायनिकता और दिलचस्प जैविक गुण हैं। डिस्क और आवेशित सतहों के आकार के कारण, मिट्टी प्रोटीन, पॉलिमर, डीएनए, आदि जैसे पदार्थों के कई प्रकार के macromolecules के साथ बातचीत करती है, मिट्टी के कुछ उपयोगों में दवा वितरण, ऊतक इंजीनियरिंग, और बायोप्रिनेटिंग शामिल हैं।
क्ले रसायन विज्ञान रसायन विज्ञान का एक अनुप्रयुक्त अनुशासन है जो मिट्टी की रासायनिक संरचनाओं, गुणों और प्रतिक्रियाओं के साथ-साथ मिट्टी के खनिजों की संरचना और गुणों का अध्ययन करता है। यह एक अंतःविषय क्षेत्र है, जिसमें अकार्बनिक और संरचनात्मक रसायन विज्ञान, भौतिक रसायन विज्ञान, भौतिक रसायन विज्ञान, विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान, कार्बनिक रसायन विज्ञान, खनिज विज्ञान, भूविज्ञान और अन्य से ज्ञान और ज्ञान शामिल है।
मिट्टी के खनिजों के रसायन विज्ञान (और भौतिकी) का अध्ययन और मिट्टी के खनिजों की संरचना का महान शैक्षणिक और औद्योगिक महत्व है, क्योंकि वे कच्चे माल (सिरेमिक, आदि), adsorbents, उत्प्रेरक, आदि के रूप में उपयोग किए जाने वाले सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले औद्योगिक खनिजों में से हैं।
