冰是固态的水,它怎么会是矿物呢?它又会展现怎样的神奇和美丽?让我们一起重新认识这个既熟悉又陌生的物质吧!
(图源:千库网)
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冰:一种美丽的矿物标本
冬季,冰由大气中的水蒸气凝结成雪花、霜、冰雹,甚至是一定高度的永久积雪。在广袤的高纬度或高海拔地区,冰是池塘、湖泊、河流的覆盖层。特别是在南北两极和珠穆朗玛峰上,冰存在于冰川、永久冻结带(永久冰冻的下层土壤)和冰山中,部分形成冰盖(覆盖5万平方千米以上陆地的连续冰川冰)下的永久冰。当冰川到达海洋时,由洋流带入低纬度地区,形成冰山。这些是自然冰的各种存在形式。
(图源:《知识就是力量》杂志)
其实,只要仔细观察就不难发现,冰完全符合矿物的定义。矿物是指由地质作用所形成的结晶态的天然单质或化合物。常见的矿物有金刚石(C)、自然金(Au)、石英(SiO2)和石盐(NaCl,天然形成的石头状的盐)等。而冰是由水凝结而成的固体,它也具备矿物的五大要素:
1.天然产出,且是无机反应(只有无机物参加的反应)过程形成的产物。
2.具有一定的化学成分,是由氢、氧两种元素组成的无机物(含碳以外的各种元素的化合物),其化学式为H2O。
3.具有一定的内部结构,通常为六方晶系(水分子呈六角形规则排列的结构),有时为等轴晶系(又称立方晶系,水分子按照立方体的晶体结构排列),并具有相应的晶体形态。
4.具有一定的物理、化学性质,即有助于识别的特征——通常呈无色或白色,有时呈淡蓝色;有玻璃光泽,透明至半透明;硬度可变,常为1.5;具完全解理(矿物受打击后会沿一定方向裂开的特性),既坚硬又脆性;密度可变,常为0.92克/立方厘米。
5.在一定的物理、化学条件下稳定,并且只有天然冰能在自然条件下存在,其他都是高压冰,在自然界难以稳定存在。南极冰盖具有超强的稳定性,迄今为止已稳定存在了1400万年之久。
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当然,冰的“前身”——水,因无晶体形态,不属于矿物。另外,与合成宝石(自然界有该宝石的对应物,例如合成红宝石)或人造宝石(自然界无该宝石的对应物,例如人造硼铝酸锶“夜明珠”)一样,合成冰或自制冰也不属于矿物。因此,只有自然冰才属于矿物,它是由水分子有序排列形成的结晶体,属于氧化物类矿物。并且它也具有晶体的对称性,更是一种美丽的矿物标本。
撰文 | 吕林素 卞跃跃 陈春琳
责任编辑 | 高琳 段阳阳
运营编辑 | 段阳阳
质量审核 | 业蕾
❖ 文章来源:《知识就是力量》杂志
《冰:神奇而美丽的矿物》 ❖
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