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冰怎麼會是礦物呢?

2025-02-09 18:13:25

冰是固態的水,它怎麼會是礦物呢?它又會展現怎樣的神奇和美麗?讓我們一起重新認識這個既熟悉又陌生的物質吧!

(圖源:千庫網)

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冰:一種美麗的礦物標本

冬季,冰由大氣中的水蒸氣凝結成雪花、霜、冰雹,甚至是一定高度的永久積雪。在廣袤的高緯度或高海拔地區,冰是池塘、湖泊、河流的覆蓋層。特別是在南北兩極和珠穆朗瑪峰上,冰存在於冰川、永久凍結帶(永久冰凍的下層土壤)和冰山中,部分形成冰蓋(覆蓋5萬平方千米以上陸地的連續冰川冰)下的永久冰。當冰川到達海洋時,由洋流帶入低緯度地區,形成冰山。這些是自然冰的各種存在形式。

(圖源:《知識就是力量》雜誌)

其實,只要仔細觀察就不難發現,冰完全符合礦物的定義。礦物是指由地質作用所形成的結晶態的天然單質或化合物。常見的礦物有金剛石(C)、自然金(Au)、石英(SiO2)和石鹽(NaCl,天然形成的石頭狀的鹽)等。而冰是由水凝結而成的固體,它也具備礦物的五大要素:

1.天然產出,且是無機反應(只有無機物參加的反應)過程形成的產物。

2.具有一定的化學成分,是由氫、氧兩種元素組成的無機物(含碳以外的各種元素的化合物),其化學式為H2O。

3.具有一定的內部結構,通常為六方晶系(水分子呈六角形規則排列的結構),有時為等軸晶系(又稱立方晶系,水分子按照立方體的晶體結構排列),並具有相應的晶體形態。

4.具有一定的物理、化學性質,即有助於識別的特徵——通常呈無色或白色,有時呈淡藍色;有玻璃光澤,透明至半透明;硬度可變,常為1.5;具完全解理(礦物受打擊後會沿一定方向裂開的特性),既堅硬又脆性;密度可變,常為0.92克/立方厘米。

5.在一定的物理、化學條件下穩定,並且只有天然冰能在自然條件下存在,其他都是高壓冰,在自然界難以穩定存在。南極冰蓋具有超強的穩定性,迄今為止已穩定存在了1400萬年之久。

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當然,冰的“前身”——水,因無晶體形態,不屬於礦物。另外,與合成寶石(自然界有該寶石的對應物,例如合成紅寶石)或人造寶石(自然界無該寶石的對應物,例如人造硼鋁酸鍶“夜明珠”)一樣,合成冰或自制冰也不屬於礦物。因此,只有自然冰才屬於礦物,它是由水分子有序排列形成的結晶體,屬於氧化物類礦物。並且它也具有晶體的對稱性,更是一種美麗的礦物標本。

撰文 | 呂林素 卞躍躍 陳春琳

責任編輯 | 高琳 段陽陽

運營編輯 | 段陽陽

質量稽核 | 業蕾

❖ 文章來源:《知識就是力量》雜誌

《冰:神奇而美麗的礦物》 ❖

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