खनिज विज्ञान: सिलिकेट संरचना, ठोस विलयन व शैल-निर्माणकारी खनिजों के गुण

यह अध्याय भूविज्ञान एवं भूभौतिकी (GG) पेपर के भाग A के शीर्षक “खनिज विज्ञान” का उत्तर देता है: “सिलिकेट क्रिस्टल संरचना, सामान्य शैल-निर्माणकारी खनिजों के भौतिक व रासायनिक गुण।” यह सिलिकेट चतुष्फलक और नेसोसिलिकेट से टेक्टोसिलिकेट तक के वर्ग उनके Si:O अनुपातों सहित, ठोस विलयन व अंत्य-सदस्य संघटन, खनिज की पहचान में प्रयुक्त भौतिक गुण, प्रमुख समूह (ऑलिवीन, पाइरॉक्सीन, एम्फ़िबोल, अभ्रक, फ़ेल्डस्पार, क्वार्ट्ज़, गार्नेट, ऐल्युमिनोसिलिकेट, कार्बोनेट) तथा बहुरूपता पढ़ाता है। संख्यात्मक प्रश्न Si:O अनुपात व सेतु ऑक्सीजन, ऑक्सीजन आधार पर सूत्र-इकाइयाँ, अंत्य-सदस्यों के मोल व भार अंश, तथा एकक-कोष्ठिका से घनत्व हैं।

1. सिलिकेट संरचना: चतुष्फलक व उसका बहुलकीकरण

प्रत्येक सिलिकेट की निर्माण-इकाई SiO₄⁴⁻ चतुष्फलक है: चार O²⁻ आयनों के साथ चतुष्क समन्वय में एक छोटा Si⁴⁺ आयन। Si–O बंध प्रबल व अंशतः सहसंयोजी है, अतः चतुष्फलक दृढ़ इकाई की भाँति व्यवहार करता है, और सिलिकेट संरचनाएँ इस बात में भिन्न हैं कि चतुष्फलक कोने कैसे साझा करते हैं। साझा ऑक्सीजन सेतु ऑक्सीजन (bridging oxygen) है; असाझा असेतु (non-bridging) है और बड़े छह से बारह समन्वय वाले स्थलों में अन्य धनायनों (Mg²⁺, Fe²⁺, Ca²⁺, Na⁺, K⁺) से बँधा होता है। यदि प्रत्येक चतुष्फलक अपने b कोने साझा करे, तो उसके हिस्से 4 − b/2 ऑक्सीजन आते हैं, अतः O प्रति Si = 4 − b/2। b के 0 से 4 होने पर Si:O अनुपात 1:4 से 1:2 तक जाता है। Al³⁺ चतुष्फलकों में Si⁴⁺ का स्थान ले सकता है (जैसे फ़ेल्डस्पार में), तब अनुपात (Si + Al):O होता है।

बहुलकीकरण के अनुसार सिलिकेट वर्ग
वर्ग व संयोजनइकाई व Si:Oउदाहरणपरिणाम
नेसोसिलिकेट: पृथक चतुष्फलक (b = 0)SiO₄, 1:4ऑलिवीन, गार्नेट, ज़िरकॉन, काइनाइट, एंडालूसाइट, सिलीमेनाइट, टोपाज़, स्टॉरोलाइटसमआयामी, सघन, कठोर; प्रबल विदलन नहीं
सोरोसिलिकेट: युग्म (b = 1)Si₂O₇, 2:7एपिडोटनिम्न-ग्रेड कायांतरित चट्टानों में सामान्य
साइक्लोसिलिकेट: वलय (b = 2)Si₆O₁₈, 1:3बेरिल, टूमलीनप्रिज़्मी क्रिस्टल
एकल-शृंखला इनोसिलिकेट (b = 2)SiO₃, 1:3पाइरॉक्सीनलगभग 90° (87° व 93°) पर दो विदलन
द्वि-शृंखला इनोसिलिकेट (औसत b = 2.5)Si₄O₁₁, 4:11एम्फ़िबोललगभग 56° व 124° पर दो विदलन
फ़ाइलोसिलिकेट: परतें (b = 3)Si₂O₅, 2:5अभ्रक, क्लोराइट, मृत्तिका खनिज, टैल्क, सर्पेंटाइनएक पूर्ण विदलन, पर्तदार
टेक्टोसिलिकेट: जालक (b = 4)SiO₂, 1:2क्वार्ट्ज़, फ़ेल्डस्पार, फ़ेल्डस्पैथॉइड, ज़ियोलाइटकठोर; क्वार्ट्ज़ में विदलन नहीं, फ़ेल्डस्पार में 90° के निकट दो

हल उदाहरण: द्वि-शृंखला सूत्र Si₄O₁₁ है, अतः O प्रति Si = 11/4 = 2.75 = 4 − b/2, जिससे b = 2.5: आधे चतुष्फलक दो कोने साझा करते हैं और आधे तीन। यही सीढ़ी ठंडे होते मैग्मा में क्रिस्टलन-क्रम को समझाती है, क्योंकि न्यूनतम बहुलकित खनिज (ऑलिवीन) पहले और जालक खनिज क्वार्ट्ज़ अंत में बनता है, और यह भी समझाती है कि पाइरॉक्सीन व एम्फ़िबोल में विदलन शृंखलाओं के अनुदिश क्यों चलता है।

2. रसायन: ठोस विलयन, अंत्य-सदस्य व सूत्र-इकाई गणनाएँ

आयन किसी क्रिस्टल में एक-दूसरे का स्थान तब लेते हैं जब उनके आवेश संतुलित हो सकें और त्रिज्याएँ निकट हों: गोल्डश्मिट का नियम कहता है कि लगभग 15 % से कम अंतर व्यापक प्रतिस्थापन देता है, 15 से 30 % सीमित, और 30 % से ऊपर विरल। उच्च ताप ठोस विलयन को बढ़ाता है; ठंडा होने पर अधिशेष पृथक हो सकता है (विलगन, exsolution), जैसे परथाइट (perthite) में, पोटैशियम फ़ेल्डस्पार में सोडियम-समृद्ध पटलिकाएँ। सरल प्रतिस्थापन आवेश बनाए रखता है: ऑलिवीन, पाइरॉक्सीन व गार्नेट में Mg²⁺ ⇌ Fe²⁺। युग्मित प्रतिस्थापन भिन्न आवेश वाले आयनों को जोड़ता है: प्लैजियोक्लेज़ में Na⁺ + Si⁴⁺ ⇌ Ca²⁺ + Al³⁺, जिससे कुल आवेश वही रहता है। अंत्य-सदस्य NaAlSi₃O₈ (ऐल्बाइट, Ab) व CaAl₂Si₂O₈ (एनॉर्थाइट, An) हैं।

  • ऑलिवीन (Mg,Fe)₂SiO₄ फ़ॉर्स्टेराइट Mg₂SiO₄ (Fo, M = 140.7 g/mol) से फ़ायलाइट Fe₂SiO₄ (Fa, M = 203.8 g/mol) तक है। Fo80 का अर्थ 80 मोल % Fo, सूत्र (Mg₁.₆Fe₀.₄)SiO₄।
  • प्लैजियोक्लेज़ का An अंश मोल प्रतिशत Ca/(Ca + Na) है। ऐल्बाइट An 0 से 10, ऑलिगोक्लेज़ 10 से 30, एंडेसीन 30 से 50, लैब्राडोराइट 50 से 70, बाइटाउनाइट 70 से 90, एनॉर्थाइट 90 से 100।
  • गार्नेट A₃B₂Si₃O₁₂: पाइरोप Mg₃Al₂Si₃O₁₂, अल्मैंडाइन Fe₃Al₂Si₃O₁₂, स्पेसार्टीन Mn₃Al₂Si₃O₁₂, ग्रॉसुलर Ca₃Al₂Si₃O₁₂, एंड्राडाइट Ca₃Fe₂Si₃O₁₂।
  • सूत्र-इकाइयाँ ऑक्सीजन-गणना से तय होती हैं: ऑलिवीन हेतु 4 O, पाइरॉक्सीन हेतु 6, फ़ेल्डस्पार हेतु 8, गार्नेट हेतु 12। 60 मोल % पाइरोप व 40 % अल्मैंडाइन वाले गार्नेट में प्रति सूत्र-इकाई Mg = 3 × 0.6 = 1.8 व Fe = 3 × 0.4 = 1.2 होता है।

मोल % भार % नहीं है। संघटन मोल में बताए जाते हैं, पर द्रव्यमान भिन्न होते हैं क्योंकि मोलर द्रव्यमान भिन्न हैं। हल उदाहरण: 50 g फ़ॉर्स्टेराइट व 50 g फ़ायलाइट के मिश्रण में 50/140.7 = 0.355 mol Fo व 50/203.8 = 0.245 mol Fa है, अतः वह 0.355/0.600 = 59 मोल % Fo है, 50 % नहीं। प्लैजियोक्लेज़ के दोनों अंत्य-सदस्यों के मोलर द्रव्यमान निकट हैं (ऐल्बाइट 262.2, एनॉर्थाइट 278.2 g/mol), अतः An50 में 0.5 × 278.2 ÷ (0.5 × 278.2 + 0.5 × 262.2) = 51 भार % एनॉर्थाइट होता है, जो उसके मोल प्रतिशत के निकट है।

⚠️ ऑक्सीजन आधार, धनायन गणना नहीं
धनायन पढ़ने से पहले खनिज-सूत्र को ऑक्सीजन की निश्चित संख्या पर सामान्यीकृत करें। धनायनों को भिन्न कुल पर गिनना, या भार % को मोल % से मिला देना, अंत्य-सदस्य प्रश्नों की सबसे आम संख्यात्मक भूल है।

3. भौतिक गुण व नैदानिक सारणी

हस्त-नमूने की पहचान एक निश्चित सूची से होती है। चमक (luster) प्रकाश के परावर्तन का ढंग है: धात्विक, काँचाभ, रालमय, मोतीसम, रेशमी, हीरकवत या मृण्मय। चूर्ण-रेखा (streak) चूर्ण का रंग है, जो सतही रंग से अधिक स्थिर है। कठोरता मोह्स पैमाने पर खरोंच के प्रति प्रतिरोध है: टैल्क 1, जिप्सम 2, कैल्साइट 3, फ़्लोराइट 4, एपाटाइट 5, ऑर्थोक्लेज़ 6, क्वार्ट्ज़ 7, टोपाज़ 8, कोरंडम 9, हीरा 10। यह क्रमवाचक पैमाना है, अतः कोरंडम कैल्साइट से तिगुना कठोर नहीं है। विदलन (cleavage) संरचना द्वारा तय दुर्बल बंधन वाले तलों के अनुदिश टूटना है; उसकी गुणवत्ता (पूर्ण से मंद), संख्या व कोण नैदानिक हैं। भंग (fracture) (शंखाभ, असम, कणिकामय) पर ऐसा नियंत्रण नहीं होता। घनत्व विशिष्ट गुरुत्व के रूप में बताया जाता है, जल के घनत्व से अनुपात। क्वार्ट्ज़ दाब-विद्युत दिखाता है, मैग्नेटाइट चुंबकीय है, और कैल्साइट ठंडे तनु HCl में बुदबुदाता है।

सामान्य शैल-निर्माणकारी खनिज
खनिज व सूत्रमोह्स कठोरताविदलनविशिष्ट गुरुत्व
क्वार्ट्ज़, SiO₂7कोई नहीं, शंखाभ भंग2.65
K-फ़ेल्डस्पार, KAlSi₃O₈690° के निकट दोलगभग 2.6
प्लैजियोक्लेज़, NaAlSi₃O₈ से CaAl₂Si₂O₈6 से 6.590° के निकट दो, धारीदार फलक2.6 से 2.8
मस्कोवाइट, KAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂2 से 2.5एक पूर्ण2.8 से 2.9
बायोटाइट, K(Mg,Fe)₃(AlSi₃O₁₀)(OH)₂2.5 से 3एक पूर्ण2.8 से 3.4
हॉर्नब्लेंड (एम्फ़िबोल), Ca₂(Mg,Fe,Al)₅(Si,Al)₈O₂₂(OH)₂ (लगभग)5 से 656° व 124° पर दो3.0 से 3.4
ऑजाइट (पाइरॉक्सीन), (Ca,Mg,Fe)₂Si₂O₆5.5 से 687° व 93° पर दो3.2 से 3.5
ऑलिवीन, (Mg,Fe)₂SiO₄6.5 से 7कोई नहीं, शंखाभ भंग3.2 से 4.4
गार्नेट, A₃B₂Si₃O₁₂6.5 से 7.5कोई नहीं3.5 से 4.3
कैल्साइट, CaCO₃3तीन, समचतुर्भुजाकार (लगभग 75°)2.71
डोलोमाइट, CaMg(CO₃)₂3.5 से 4तीन, समचतुर्भुजाकार2.85

सूत्र से घनत्व: ρ = Z M/(N_A V), जहाँ Z प्रति एकक कोष्ठिका सूत्र-इकाइयाँ, M मोलर द्रव्यमान, N_A = 6.022 × 10²³ व V कोष्ठिका का आयतन है। हल उदाहरण: फ़ॉर्स्टेराइट ऑर्थोरॉम्बिक (orthorhombic) है जिसमें a = 4.76 Å, b = 10.21 Å, c = 5.98 Å व Z = 4, अतः V = 290.6 ų = 290.6 × 10⁻²⁴ cm³ और ρ = 4 × 140.7 ÷ (6.022 × 10²³ × 290.6 × 10⁻²⁴) = 3.2 g/cm³। Mg को भारी Fe से बदलने पर घनत्व बढ़ता है, इसीलिए फ़ायलाइट लगभग 4.4 का है।

4. प्रमुख शैल-निर्माणकारी सिलिकेट समूह

  • ऑलिवीन: पूर्ण Mg–Fe ठोस विलयन वाला नेसोसिलिकेट; सघन, हरा, विदलन-रहित। यह बेसाल्टी मैग्मा से सबसे पहले क्रिस्टलित होता है और ऊपरी मैंटल (पेरिडोटाइट) का मुख्य खनिज है। यह सरलता से सर्पेंटाइन में परिवर्तित हो जाता है।
  • पाइरॉक्सीन: एकल-शृंखला सिलिकेट। ऑर्थोपाइरॉक्सीन (एन्स्टेटाइट–फ़ेरोसिलाइट) ऑर्थोरॉम्बिक है; क्लिनोपाइरॉक्सीन (डायोप्साइड–हेडेनबर्गाइट, ऑजाइट) एकनताक्ष है। जेडाइट (jadeite) NaAlSi₂O₆ उच्च-दाब पाइरॉक्सीन है, और ऑम्फ़ेसाइट, जेडाइट-युक्त क्लिनोपाइरॉक्सीन, एक्लॉजाइट में गार्नेट के साथ मिलता है।
  • एम्फ़िबोल: OH युक्त द्वि-शृंखला सिलिकेट। हॉर्नब्लेंड मध्यवर्ती आग्नेय व मध्यम-ग्रेड कायांतरित चट्टानों में सामान्य है; ट्रेमोलाइट–एक्टिनोलाइट निम्न-ग्रेड चट्टानों में और ग्लॉकोफ़ेन ब्लूशिस्ट में बनता है।
  • अभ्रक (mica): परत सिलिकेट जिसमें पोटैशियम आयन परतों को दुर्बलता से जोड़ते हैं, इसीलिए एक पूर्ण विदलन है। मस्कोवाइट हल्का व ऐल्युमिनियम-समृद्ध है; बायोटाइट गहरा व Mg–Fe-समृद्ध है।
  • फ़ेल्डस्पार: जालक सिलिकेट, भू-पर्पटी में सबसे सामान्य समूह। K-फ़ेल्डस्पार के बहुरूप सैनिडीन (उच्च ताप), ऑर्थोक्लेज़ (मध्यवर्ती) व माइक्रोक्लिन (निम्न ताप, जालीदार यमलन) हैं। प्लैजियोक्लेज़ एक विदलन-फलक पर बहुसंश्लिष्ट (ऐल्बाइट) यमलन से महीन समानांतर धारियाँ दिखाता है; हस्त-नमूने में उसे K-फ़ेल्डस्पार से अलग करने का यही प्रचलित ढंग है।
  • क्वार्ट्ज़: प्रत्येक कोना साझा वाला SiO₂; विदलन नहीं, शंखाभ भंग, रासायनिक व यांत्रिक रूप से प्रतिरोधी, अतः बचा रहकर बलुआ पत्थर बनाता है।
  • गार्नेट: नेसोसिलिकेट A₃B₂(SiO₄)₃। पिरैलस्पाइट (pyralspite) श्रेणी (पाइरोप, अल्मैंडाइन, स्पेसार्टीन) में B स्थल पर Al है; उग्रैंडाइट (ugrandite) श्रेणी (यूवारोवाइट, ग्रॉसुलर, एंड्राडाइट) में A स्थल पर Ca है। अल्मैंडाइन कायांतरित शिस्टों का सामान्य गार्नेट है।

5. बहुरूप, कार्बोनेट व खनिज स्थायित्व

बहुरूप (polymorphs) का सूत्र समान पर संरचना भिन्न होती है, और प्रत्येक अपने दाब–ताप क्षेत्र में स्थायी है; दाब सघनतर को अनुकूल है। ऐल्युमिनोसिलिकेट Al₂SiO₅ मानक उदाहरण हैं: काइनाइट (त्रिनताक्ष, विशिष्ट गुरुत्व लगभग 3.6, उच्चतम दाब), एंडालूसाइट (लगभग 3.15, निम्न दाब) व सिलीमेनाइट (लगभग 3.25, उच्च ताप); वे लगभग 0.4 GPa व लगभग 500 से 550 °C के निकट त्रिक बिंदु पर मिलते हैं। काइनाइट की कठोरता प्रबल अनाइसोट्रॉपिक है, फलक के अनुदिश लगभग 4.5 और आर-पार 6.5 से 7। सिलिका हेतु α-क्वार्ट्ज़ 573 °C पर (एक वायुमंडल पर) β-क्वार्ट्ज़ में बदलता है, और कोएसाइट व स्टिशोवाइट अति-उच्च-दाब चट्टानों व आघात-संरचनाओं में दिखने वाले उच्च-दाब रूप हैं।

कार्बोनेट CO₃²⁻ त्रिभुजों पर बने हैं। कैल्साइट CaCO₃ (त्रिकोणीय) में तीन पूर्ण समचतुर्भुजाकार विदलन हैं और वह ठंडे तनु HCl में तीव्र बुदबुदाता है। डोलोमाइट CaMg(CO₃)₂ में Ca व Mg की क्रमबद्ध व्यवस्था है और वह चूर्णित न होने तक मंद बुदबुदाता है। ऐरेगोनाइट CaCO₃ का ऑर्थोरॉम्बिक बहुरूप है: सघनतर (लगभग 2.95), उच्च दाब पर अनुकूल और अनेक कवच-निर्माता जीवों द्वारा स्रावित, पर धरातल पर अर्धस्थायी और धीरे-धीरे कैल्साइट में बदलता है। मैग्नेसाइट MgCO₃ व साइडेराइट FeCO₃ कैल्साइट परिवार को पूर्ण करते हैं।

स्थायित्व: कुछ युग्म साम्य में साथ नहीं रह सकते क्योंकि वे अभिक्रिया करते हैं। मैग्नीशियमी ऑलिवीन व क्वार्ट्ज़ ऑर्थोपाइरॉक्सीन बनाते हैं: Mg₂SiO₄ + SiO₂ → 2 MgSiO₃। अतः ऑलिवीन सिलिका-निर्धन चट्टानों (बेसाल्ट, गैब्रो, पेरिडोटाइट) में मिलता है और ग्रेनाइट में अनुपस्थित रहता है। लौह-समृद्ध ऑलिवीन (फ़ायलाइट) कुछ लौह-समृद्ध चट्टानों में क्वार्ट्ज़ के साथ टिक सकता है, इसीलिए नियम मैग्नीशियमी सिरे हेतु कहा गया है।

धरातल पर रासायनिक स्थायित्व क्रिस्टलन-क्रम के विपरीत चलता है। गोल्डिच की अपक्षय श्रेणी में ऑलिवीन व कैल्सिक प्लैजियोक्लेज़ सबसे तेज़ अपक्षयित होते हैं, फिर पाइरॉक्सीन, एम्फ़िबोल व बायोटाइट, फिर सोडिक प्लैजियोक्लेज़ व K-फ़ेल्डस्पार, और मस्कोवाइट व क्वार्ट्ज़ सबसे प्रतिरोधी हैं। फ़ेल्डस्पार जल-अपघटन से मृत्तिका में टूटता है: 2 KAlSi₃O₈ + 2 H₂CO₃ + 9 H₂O → Al₂Si₂O₅(OH)₄ + 4 H₄SiO₄ + 2 K⁺ + 2 HCO₃⁻, जो काओलिनाइट, सिलिका व विलयन में पोटैशियम देता है। अतः क्वार्ट्ज़ व मस्कोवाइट रेत व सिल्ट के रूप में बचे रहते हैं, जबकि अवसादों में ऑलिवीन विरल है।

⚠️ नाम से नहीं, अनुपात से वर्ग
वर्ग Si:O अनुपात व विदलन से पढ़ें: 1:4 का अर्थ पृथक चतुष्फलक, 1:3 एकल शृंखलाएँ (पाइरॉक्सीन, विदलन 90° के निकट) या वलय, 4:11 द्वि-शृंखलाएँ (एम्फ़िबोल, विदलन 120° के निकट), 2:5 परतें, 1:2 जालक। बेरिल वलय सिलिकेट है, शृंखला सिलिकेट नहीं, और काइनाइट, एंडालूसाइट व सिलीमेनाइट भिन्न दिखने पर भी तीनों नेसोसिलिकेट हैं।

मुख्य बिंदु

  • SiO₄ चतुष्फलक कोने साझा कर जुड़ता है: O प्रति Si = 4 − b/2। नेसोसिलिकेट (1:4), सोरोसिलिकेट (2:7), साइक्लोसिलिकेट व एकल शृंखलाएँ (1:3), द्वि-शृंखलाएँ (4:11), परतें (2:5) और जालक (1:2) बढ़ते बहुलकीकरण को दर्शाते हैं। विदलन संरचना का अनुसरण करता है: पाइरॉक्सीन 90° के निकट, एम्फ़िबोल 56° व 124°, अभ्रक एक तल।
  • प्रतिस्थापन हेतु निकट त्रिज्याएँ (लगभग 15 % के भीतर) व संतुलित आवेश चाहिए: Mg ⇌ Fe सरल है, प्लैजियोक्लेज़ में Na Si ⇌ Ca Al युग्मित है। ठंडा होने पर विलगन परथाइट देता है।
  • संघटन मोल-अंश हैं: Fo80 = (Mg₁.₆Fe₀.₄)SiO₄ और An अंश = Ca/(Ca + Na)। मोल % भार % से मोलर द्रव्यमानों के कारण भिन्न है (Fo व Fa के 50 g प्रत्येक में 59 मोल % Fo)। सूत्र-इकाइयाँ ऑक्सीजन पर सामान्यीकृत होती हैं: ऑलिवीन 4, पाइरॉक्सीन 6, फ़ेल्डस्पार 8, गार्नेट 12। घनत्व = Z M/(N_A V)।
  • मोह्स कठोरता क्रमवाचक है (टैल्क 1 से हीरा 10)। विदलन संरचना दर्शाता है, भंग नहीं; चूर्ण-रेखा रंग से अधिक स्थिर है। क्वार्ट्ज़ 7 विदलन-रहित, फ़ेल्डस्पार 6 जिसमें 90° के निकट दो विदलन, कैल्साइट 3 जिसमें तीन समचतुर्भुजाकार विदलन व बुदबुदाहट, अभ्रक 2 से 3 जिसमें एक।
  • ऑलिवीन (Mg–Fe, सबसे पहले क्रिस्टलित), पाइरॉक्सीन (उच्च दाब पर जेडाइट), एम्फ़िबोल (OH युक्त), अभ्रक (मस्कोवाइट हल्का, बायोटाइट गहरा), फ़ेल्डस्पार (प्लैजियोक्लेज़ में धारियाँ; K-फ़ेल्डस्पार सैनिडीन से माइक्रोक्लिन), क्वार्ट्ज़ व गार्नेट (पिरैलस्पाइट व उग्रैंडाइट) मुख्य समूह हैं।
  • बहुरूपों का सूत्र समान है: काइनाइट (उच्च दाब), एंडालूसाइट (निम्न दाब), सिलीमेनाइट (उच्च ताप); कैल्साइट व सघनतर ऐरेगोनाइट; क्वार्ट्ज़, कोएसाइट व स्टिशोवाइट। मैग्नीशियमी ऑलिवीन व क्वार्ट्ज़ अभिक्रिया कर पाइरॉक्सीन देते हैं, अतः वे साथ नहीं रहते।

अभ्यास प्रश्न (18)

उत्तर खोलने से पहले प्रत्येक प्रश्न हल करें। हर व्याख्या सही विकल्प के साथ लुभावना गलत विकल्प भी बताती है, क्योंकि अंक वहीं जाते हैं।

  1. कौन-सा सिलिकेट वर्ग केवल अन्य धनायनों के माध्यम से जुड़े पृथक SiO₄ चतुष्फलकों से बना है, जिसका Si:O अनुपात 1:4 है?

    1. फ़ाइलोसिलिकेट, जैसे मस्कोवाइट व बायोटाइट
    2. नेसोसिलिकेट, जैसे ऑलिवीन व गार्नेट
    3. इनोसिलिकेट, जैसे ऑजाइट व हॉर्नब्लेंड
    4. टेक्टोसिलिकेट, जैसे क्वार्ट्ज़ व फ़ेल्डस्पार
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — नेसोसिलिकेट, जैसे ऑलिवीन व गार्नेट

    बिना साझा ऑक्सीजन वाले पृथक चतुष्फलक Si:O = 1:4 देते हैं और वे नेसोसिलिकेट (ऑलिवीन, गार्नेट, ज़िरकॉन, Al₂SiO₅ खनिज) हैं। इनोसिलिकेट दो या अधिक कोने साझा करते हैं और उनके अनुपात 1:3 व 4:11 हैं, परतें 2:5 और जालक 1:2 देते हैं, अतः अन्य सभी वर्ग अधिक बहुलकित हैं।

  2. हस्त-नमूने में एक गहरा, प्रिज़्मी शैल-निर्माणकारी सिलिकेट लगभग 90° पर मिलने वाले दो अच्छे विदलन दिखाता है। यह कौन-सा खनिज समूह है?

    1. एम्फ़िबोल, जिसकी द्वि-शृंखलाएँ लगभग 56° व 124° पर विदलन देती हैं
    2. अभ्रक, जिसकी दुर्बल बंधित परतें एक पूर्ण विदलन देती हैं
    3. पाइरॉक्सीन, जिसकी एकल शृंखलाएँ लगभग 87° व 93° पर विदलन देती हैं
    4. ऑलिवीन, जिसके पृथक चतुष्फलक तीन पूर्ण विदलन देते हैं
    उत्तर देखें

    उत्तर: C — पाइरॉक्सीन, जिसकी एकल शृंखलाएँ लगभग 87° व 93° पर विदलन देती हैं

    90° के निकट दो विदलन पाइरॉक्सीन की एकल सिलिकेट शृंखलाओं का अनुसरण करते हैं। एम्फ़िबोल भ्रामक विकल्प है क्योंकि वह भी गहरा व प्रिज़्मी है, पर उसकी द्वि-शृंखलाएँ लगभग 56° व 124° के विदलन-कोण देती हैं। अभ्रक में एक विदलन होता है, और ऑलिवीन में कोई प्रबल विदलन नहीं होता।

  3. एक एम्फ़िबोल की द्वि-शृंखला इकाई Si₄O₁₁ है। O प्रति Si = 4 − b/2 का प्रयोग कर, जहाँ b प्रति चतुष्फलक सेतु ऑक्सीजन की औसत संख्या है, b एक दशमलव स्थान तक ज्ञात कीजिए। केवल संख्या लिखिए।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 2.5

    O प्रति Si = 11/4 = 2.75, अतः 2.75 = 4 − b/2 और b = 2 × (4 − 2.75) = 2.5। एकल शृंखलाएँ (SiO₃, b = 2) प्रति Si 3 ऑक्सीजन और परतें (Si₂O₅, b = 3) प्रति Si 2.5 ऑक्सीजन देती हैं; ऑक्सीजन-गणना 2.75 को ही b मान लेना सामान्य भूल है।

  4. निम्नलिखित में से कौन-से खनिज व संरचना युग्मन सही हैं?

    1. ऑलिवीन पृथक SiO₄ चतुष्फलकों से बना नेसोसिलिकेट है
    2. मस्कोवाइट त्रि-विमीय जालक वाला टेक्टोसिलिकेट है
    3. क्वार्ट्ज़ जालक सिलिकेट है जिसमें प्रत्येक ऑक्सीजन साझा है, विदलन नहीं
    4. बेरिल सूत्र इकाई SiO₃ वाला एकल-शृंखला इनोसिलिकेट है
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — ऑलिवीन पृथक SiO₄ चतुष्फलकों से बना नेसोसिलिकेट है; C — क्वार्ट्ज़ जालक सिलिकेट है जिसमें प्रत्येक ऑक्सीजन साझा है, विदलन नहीं

    ऑलिवीन में पृथक चतुष्फलक हैं, और क्वार्ट्ज़ सभी कोने साझा व विदलन-रहित SiO₂ है। मस्कोवाइट परत सिलिकेट (फ़ाइलोसिलिकेट) है, जालक नहीं, और बेरिल में Si₆O₁₈ वलय हैं, अतः वह साइक्लोसिलिकेट है; उसका अनुपात 1:3 एकल शृंखला के बराबर है, इसीलिए युग्मन भ्रामक है।

  5. प्लैजियोक्लेज़ में Na⁺ का Ca²⁺ द्वारा प्रतिस्थापन Si⁴⁺ के Al³⁺ द्वारा प्रतिस्थापन के साथ होता है। यह युग्मित प्रतिस्थापन क्यों आवश्यक है?

    1. क्योंकि Ca²⁺ Na⁺ से बहुत बड़ा है और इसलिए उसे समाने हेतु अपेक्षाकृत बड़े चतुष्फलकीय स्थल की आवश्यकता होती है
    2. क्योंकि Na⁺ के स्थान पर Ca²⁺ एक धनात्मक आवेश जोड़ता है और Si⁴⁺ के स्थान पर Al³⁺ एक घटाता है, अतः आवेश संतुलित रहता है
    3. क्योंकि Al³⁺ व Ca²⁺ की आयनिक त्रिज्या समान है, अतः क्रिस्टल में दोनों को सदैव साथ ही प्रतिस्थापित होना होता है
    4. क्योंकि एनॉर्थाइट के ऐल्बाइट का स्थान लेने पर सूत्र में ऑक्सीजन की संख्या 8 से घटकर 6 रह जाती है
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — क्योंकि Na⁺ के स्थान पर Ca²⁺ एक धनात्मक आवेश जोड़ता है और Si⁴⁺ के स्थान पर Al³⁺ एक घटाता है, अतः आवेश संतुलित रहता है

    Na⁺ के स्थान पर Ca²⁺ +1 आवेश जोड़ता है, और Si⁴⁺ के स्थान पर Al³⁺ −1 देता है, अतः क्रिस्टल पूरे समय 8 ऑक्सीजन के साथ उदासीन रहता है। Na⁺ व Ca²⁺ की त्रिज्या लगभग समान है, अतः आकार समस्या नहीं है, जो भ्रामक पर गलत व्याख्या है। ऐल्बाइट से एनॉर्थाइट तक ऑक्सीजन-गणना 8 ही रहती है।

  6. एक गार्नेट 60 मोल % पाइरोप Mg₃Al₂Si₃O₁₂ व 40 मोल % अल्मैंडाइन Fe₃Al₂Si₃O₁₂ का ठोस विलयन है। 12 ऑक्सीजन की प्रति सूत्र-इकाई में उसमें कितने Fe परमाणु हैं? उत्तर एक दशमलव स्थान तक दीजिए।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 1.2

    प्रत्येक अल्मैंडाइन सूत्र-इकाई में 3 Fe परमाणु हैं, और अल्मैंडाइन मोल-अंश 0.40 है, अतः प्रति सूत्र-इकाई Fe = 3 × 0.40 = 1.2 (और Mg = 3 × 0.60 = 1.8)। 0.40 को ही, या 2 × 0.40 को, लेना A-स्थल धनायनों की संख्या की भूल है।

  7. एक मिश्रण में 50 g फ़ॉर्स्टेराइट (M = 140.7 g/mol) व 50 g फ़ायलाइट (M = 203.8 g/mol) है। फ़ॉर्स्टेराइट का मोल प्रतिशत, निकटतम पूर्णांक तक, क्या है? केवल संख्या लिखिए।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 59

    n(Fo) = 50 ÷ 140.7 = 0.3554 mol तथा n(Fa) = 50 ÷ 203.8 = 0.2453 mol। मोल % Fo = 0.3554 ÷ (0.3554 + 0.2453) × 100 = 59.2, जो 59 बनता है। समान द्रव्यमान का अर्थ समान मोल नहीं है, और 50 उत्तर देना मोलर द्रव्यमान के अंतर की उपेक्षा है।

  8. एक प्लैजियोक्लेज़ का संघटन An50 है, यानी 50 मोल % CaAl₂Si₂O₈ (M = 278.2 g/mol) व 50 मोल % NaAlSi₃O₈ (M = 262.2 g/mol)। उसमें एनॉर्थाइट का भार प्रतिशत, निकटतम पूर्णांक तक, क्या है? केवल संख्या लिखिए।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 51

    1 mol खनिज लें: 0.5 × 278.2 = 139.1 g एनॉर्थाइट और 0.5 × 262.2 = 131.1 g ऐल्बाइट, कुल 270.2 g। भार % An = 139.1 ÷ 270.2 × 100 = 51.48, जो 51 बनता है। उत्तर 50 के निकट केवल इसलिए है कि दोनों मोलर द्रव्यमान समान हैं।

  9. फ़ॉर्स्टेराइट ऑर्थोरॉम्बिक है जिसकी एकक-कोष्ठिका की कोर a = 4.76 Å, b = 10.21 Å, c = 5.98 Å हैं और प्रति कोष्ठिका Z = 4 सूत्र-इकाइयाँ (M = 140.7 g/mol, N_A = 6.022 × 10²³, 1 ų = 10⁻²⁴ cm³)। उसका घनत्व g/cm³ में, एक दशमलव स्थान तक, क्या है? केवल संख्या लिखिए।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 3.2

    V = 4.76 × 10.21 × 5.98 = 290.6 ų = 290.6 × 10⁻²⁴ cm³। प्रति कोष्ठिका द्रव्यमान = 4 × 140.7 ÷ (6.022 × 10²³) = 9.35 × 10⁻²² g। घनत्व = 9.35 × 10⁻²² ÷ (2.906 × 10⁻²²) = 3.2 g/cm³। Z छोड़ने पर 0.8 आता है, और ų को cm³ में बदलना भूलने पर दस की असंगत घात आती है।

  10. मोह्स कठोरता पैमाने के अनुसार निम्नलिखित में से कौन-सा कथन सही है?

    1. कोरंडम कैल्साइट से ठीक तिगुना कठोर है, क्योंकि 9 को 3 से भाग देने पर 3 आता है
    2. कैल्साइट फ़्लोराइट को खरोंच सकता है, क्योंकि कैल्साइट का कठोरता-अंक अधिक है
    3. जिप्सम कैल्साइट को खरोंच सकता है, क्योंकि जिप्सम कोमल है और सरलता से कटता है
    4. क्वार्ट्ज़ ऑर्थोक्लेज़ को खरोंच सकता है पर टोपाज़ को नहीं
    उत्तर देखें

    उत्तर: D — क्वार्ट्ज़ ऑर्थोक्लेज़ को खरोंच सकता है पर टोपाज़ को नहीं

    कोई खनिज अपने से कम मोह्स अंक वाले हर खनिज को खरोंचता है और अधिक अंक वालों से खरोंचा जाता है: क्वार्ट्ज़ (7) ऑर्थोक्लेज़ (6) को खरोंचता है पर टोपाज़ (8) से खरोंचा जाता है। पैमाना क्रमवाचक है, अतः कठोरता-अंकों के अनुपात का कोई अर्थ नहीं, जो कोरंडम वाले कथन को ग़लत करता है। कैल्साइट (3) फ़्लोराइट (4) से कोमल है, और जिप्सम (2) कैल्साइट से कोमल।

  11. खनिजों के भौतिक गुणों के बारे में निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं?

    1. चूर्ण-रेखा, यानी चूर्णित खनिज का रंग, प्रायः खनिज के सतही रंग से अधिक स्थिर होती है
    2. मोह्स कठोरता रैखिक पैमाना है, अतः कोरंडम (9) कैल्साइट (3) से तिगुना कठोर है
    3. विदलन संरचना द्वारा तय दुर्बल बंधन वाले तलों के अनुदिश टूटना है, जबकि भंग पर उसका नियंत्रण नहीं होता
    4. क्वार्ट्ज़ में तीन पूर्ण विदलन हैं, इसीलिए वह समचतुर्भुजाकार टुकड़ों में टूटता है
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — चूर्ण-रेखा, यानी चूर्णित खनिज का रंग, प्रायः खनिज के सतही रंग से अधिक स्थिर होती है; C — विदलन संरचना द्वारा तय दुर्बल बंधन वाले तलों के अनुदिश टूटना है, जबकि भंग पर उसका नियंत्रण नहीं होता

    चूर्ण-रेखा सतही रंग से अधिक स्थिर है, जो अशुद्धियों से बदलता है, और विदलन क्रिस्टल-संरचना से नियंत्रित होता है जबकि भंग नहीं। मोह्स पैमाना क्रमवाचक है, रैखिक नहीं, और क्वार्ट्ज़ में विदलन नहीं होता तथा वह शंखाभ भंग से टूटता है; समचतुर्भुजाकार विदलन कैल्साइट का है।

  12. हस्त-नमूने में प्लैजियोक्लेज़ को K-फ़ेल्डस्पार से सबसे विश्वसनीय रूप से कौन-सा लक्षण अलग करता है?

    1. प्लैजियोक्लेज़ में केवल एक विदलन-दिशा है जबकि K-फ़ेल्डस्पार में परस्पर 90° के निकट दो विदलन हैं
    2. प्लैजियोक्लेज़ बहुत कोमल है, मोह्स पैमाने पर 3 के निकट, जबकि K-फ़ेल्डस्पार उसी पैमाने पर 6 के निकट है
    3. प्लैजियोक्लेज़ बहुसंश्लिष्ट यमलन के कारण एक विदलन-फलक पर महीन समानांतर धारियाँ दिखाता है
    4. प्लैजियोक्लेज़ सदैव गुलाबी या सामन रंग का होता है, जबकि K-फ़ेल्डस्पार सदैव श्वेत या रंगहीन
    उत्तर देखें

    उत्तर: C — प्लैजियोक्लेज़ बहुसंश्लिष्ट यमलन के कारण एक विदलन-फलक पर महीन समानांतर धारियाँ दिखाता है

    एक विदलन-फलक पर बहुसंश्लिष्ट (ऐल्बाइट) यमलन की धारियाँ प्लैजियोक्लेज़ का नैदानिक हस्त-नमूना लक्षण हैं। दोनों फ़ेल्डस्पारों में 90° के निकट दो विदलन व समान कठोरता (6 से 6.5) है, अतः ये उन्हें अलग नहीं कर सकते। रंग अविश्वसनीय है, और प्रायः गुलाबी या सामन रंग का K-फ़ेल्डस्पार होता है, प्लैजियोक्लेज़ नहीं।

  13. अभ्रकों के बारे में निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं?

    1. अभ्रकों में एक पूर्ण विदलन होता है क्योंकि दुर्बल बंधित पोटैशियम आयन सिलिकेट परतों को जोड़ते हैं
    2. मस्कोवाइट गहरा, Mg–Fe-समृद्ध अभ्रक है और बायोटाइट हल्का, ऐल्युमिनियम-समृद्ध अभ्रक
    3. अभ्रक परत सिलिकेट हैं जिनकी चतुष्फलकीय परतों का संघटन Si₂O₅ के निकट है
    4. अभ्रक जालक सिलिकेट हैं, अतः उनमें विदलन नहीं होता और वे शंखाभ भंग से टूटते हैं
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — अभ्रकों में एक पूर्ण विदलन होता है क्योंकि दुर्बल बंधित पोटैशियम आयन सिलिकेट परतों को जोड़ते हैं; C — अभ्रक परत सिलिकेट हैं जिनकी चतुष्फलकीय परतों का संघटन Si₂O₅ के निकट है

    परतें पोटैशियम से दुर्बलता से बँधी हैं, जो एक पूर्ण विदलन देता है, और प्रत्येक चतुष्फलकीय परत का संघटन Si₂O₅ है (कुछ Al, Si का स्थान लेकर)। मस्कोवाइट को गहरा Mg–Fe अभ्रक कहने वाले कथन में दोनों अभ्रक उलटे हैं: बायोटाइट गहरा Mg–Fe अभ्रक है। अभ्रक फ़ाइलोसिलिकेट हैं, जालक नहीं।

  14. एक छात्र से पूछा जाता है कि खनिजों का कौन-सा युग्म किसी चट्टान में साम्य में साथ रहने की अपेक्षा नहीं की जाती, क्योंकि वे अभिक्रिया कर पाइरॉक्सीन बनाते हैं। वह कौन-सा युग्म है?

    1. फ़ॉर्स्टेराइट-समृद्ध ऑलिवीन व क्वार्ट्ज़, जो Mg₂SiO₄ + SiO₂ → 2 MgSiO₃ से अभिक्रिया करते हैं
    2. क्वार्ट्ज़ व K-फ़ेल्डस्पार, जो दोनों एक ही ऑक्साइड कुल से संबंधित जालक सिलिकेट हैं
    3. ऑलिवीन व कैल्सिक प्लैजियोक्लेज़, जो एक साथ मिलकर ट्रॉक्टोलाइट नामक चट्टान बनाते हैं
    4. क्वार्ट्ज़ व मस्कोवाइट, जो ग्रेनाइट व क्वार्ट्ज़-अभ्रक शिस्ट दोनों में सामान्य हैं
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — फ़ॉर्स्टेराइट-समृद्ध ऑलिवीन व क्वार्ट्ज़, जो Mg₂SiO₄ + SiO₂ → 2 MgSiO₃ से अभिक्रिया करते हैं

    मैग्नीशियमी ऑलिवीन सिलिका-अपूर्ण है और मुक्त सिलिका से अभिक्रिया कर ऑर्थोपाइरॉक्सीन देता है, अतः फ़ॉर्स्टेराइट व क्वार्ट्ज़ साम्य में साथ नहीं रहते। ऑलिवीन व कैल्सिक प्लैजियोक्लेज़ ट्रॉक्टोलाइट व गैब्रो में साथ रहते हैं, क्वार्ट्ज़ के साथ K-फ़ेल्डस्पार या मस्कोवाइट ग्रेनाइट में सामान्य है, और संरचनात्मक वर्ग (जालक सिलिकेट) साझा होना अभिक्रियाशीलता के बारे में कुछ नहीं कहता।

  15. काइनाइट, एंडालूसाइट व सिलीमेनाइट सभी का सूत्र Al₂SiO₅ है। उनके बारे में कौन-सा कथन सही है?

    1. काइनाइट सघनतम, उच्चतम-दाब बहुरूप है, जबकि एंडालूसाइट निम्न-दाब वाला और सिलीमेनाइट उच्च-ताप वाला है
    2. एंडालूसाइट सघनतम बहुरूप है और वह पर्वत-पट्टियों की गहरी महाद्वीपीय भू-पर्पटी में पहुँचे उच्चतम दाबों पर बनता है
    3. सिलीमेनाइट उच्च-दाब, निम्न-ताप बहुरूप है जो विशेष रूप से ब्लूशिस्ट चट्टानों में पाया जाता है
    4. तीनों रासायनिक संघटन में भिन्न हैं, जिनमें काइनाइट में ऐल्युमिनियम का अनुपात सर्वाधिक है
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — काइनाइट सघनतम, उच्चतम-दाब बहुरूप है, जबकि एंडालूसाइट निम्न-दाब वाला और सिलीमेनाइट उच्च-ताप वाला है

    तीनों समान संघटन के बहुरूप हैं; दाब सघनतम काइनाइट (लगभग 3.6) को अनुकूल है, न्यूनतम सघन एंडालूसाइट (लगभग 3.15) निम्न दाब पर और सिलीमेनाइट उच्च ताप पर मिलता है। काइनाइट व एंडालूसाइट की भूमिकाएँ आपस में बदल देना भ्रामक भूल है: दाब सघनतर संरचना को अनुकूल है, अतः निम्न-दाब रूप न्यूनतम सघन है। उनके संघटन में कोई अंतर नहीं है।

  16. CaCO₃ संघटन वाले ऐरेगोनाइट व कैल्साइट के बारे में कौन-सा कथन सही है?

    1. ऐरेगोनाइट Mg-समृद्ध कार्बोनेट है, और वह मैग्नीशियम उसे कैल्साइट से सघन बनाता है
    2. कैल्साइट सघनतर, उच्च-दाब बहुरूप है, और ऐरेगोनाइट धरातल पर स्थायी रूप है
    3. दोनों सतत ठोस-विलयन श्रेणी बनाते हैं, जिसमें ऐरेगोनाइट श्रेणी का स्ट्रॉन्शियम-समृद्ध अंत्य-सदस्य है
    4. ऐरेगोनाइट सघनतर बहुरूप है, उच्च दाब पर अनुकूल, और धरातल पर धीरे-धीरे कैल्साइट में बदलता है
    उत्तर देखें

    उत्तर: D — ऐरेगोनाइट सघनतर बहुरूप है, उच्च दाब पर अनुकूल, और धरातल पर धीरे-धीरे कैल्साइट में बदलता है

    ऐरेगोनाइट व कैल्साइट CaCO₃ के बहुरूप हैं: ऐरेगोनाइट ऑर्थोरॉम्बिक व सघनतर है (लगभग 2.95 बनाम 2.71), दाब को अनुकूल है और अनेक जीवों द्वारा स्रावित होता है, और धरातल पर अर्धस्थायी है अतः कैल्साइट में बदलता है। कैल्साइट को सघनतर, उच्च-दाब रूप कहने वाला कथन तथ्यों को उलट देता है। बहुरूपों का संघटन समान है, अतः न मैग्नीशियम न स्ट्रॉन्शियम का अंतर उन्हें परिभाषित करता है।

  17. छह-समन्वय आयनिक त्रिज्याएँ (Å) लीजिए: Mg²⁺ 0.72, Fe²⁺ 0.78, Ca²⁺ 1.00, K⁺ 1.38। समान आवेश वाले आयनों के किस युग्म हेतु, किसी युग्मित प्रतिस्थापन के बिना, सरल प्रतिस्थापन सर्वाधिक अनुकूल है?

    1. Mg²⁺ व Ca²⁺, क्योंकि दोनों द्विसंयोजी क्षारीय-मृदा आयन हैं
    2. Mg²⁺ व Fe²⁺, क्योंकि उनकी त्रिज्याएँ 10 % से कम भिन्न हैं
    3. Fe²⁺ व Ca²⁺, क्योंकि दोनों पाइरॉक्सीन व गार्नेट में मिलते हैं
    4. Ca²⁺ व K⁺, क्योंकि दोनों फ़ेल्डस्पार में बड़े धनायन हैं
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — Mg²⁺ व Fe²⁺, क्योंकि उनकी त्रिज्याएँ 10 % से कम भिन्न हैं

    गोल्डश्मिट के नियम हेतु समान आवेश और लगभग 15 % के भीतर त्रिज्याएँ चाहिए; Mg²⁺ (0.72) व Fe²⁺ (0.78) लगभग 8 % भिन्न हैं, इसीलिए ऑलिवीन में पूर्ण Mg–Fe ठोस विलयन है। Mg²⁺ व Ca²⁺ लगभग 39 % भिन्न हैं, जो 30 % की सीमा से ऊपर है, अतः दोनों द्विसंयोजी होने पर भी उनके बीच प्रतिस्थापन नगण्य है। Ca²⁺ व K⁺ आवेश में भी और आकार में भी भिन्न हैं।

  18. मोह्स कठोरता 3 वाला एक रंगहीन, काँचाभ खनिज तीन विदलन-तलों पर टूटता है जो समकोण पर नहीं हैं, और ठंडे तनु HCl में तीव्र बुदबुदाता है। यह क्या है?

    1. डोलोमाइट, जो चूर्णित न होने तक केवल मंद बुदबुदाता है और कैल्साइट से कुछ अधिक कठोर है
    2. क्वार्ट्ज़, जिसकी कठोरता 7 है, जिसमें विदलन बिल्कुल नहीं और अम्ल से कोई अभिक्रिया नहीं होती
    3. कैल्साइट, जिसमें समचतुर्भुजाकार विदलन है और जो ठंडे तनु अम्ल से तीव्र अभिक्रिया करता है
    4. जिप्सम, जिसकी कठोरता 2 है, जो नाखून से खरोंचा जाता है और तनु HCl से अभिक्रिया नहीं करता
    उत्तर देखें

    उत्तर: C — कैल्साइट, जिसमें समचतुर्भुजाकार विदलन है और जो ठंडे तनु अम्ल से तीव्र अभिक्रिया करता है

    कठोरता 3, तीन समचतुर्भुजाकार विदलन और ठंडे तनु HCl में तीव्र बुदबुदाहट कैल्साइट की पहचान हैं। डोलोमाइट भ्रामक पड़ोसी है, पर वह अधिक कठोर (3.5 से 4) है और चूर्णित न होने तक ठंडे अम्ल से मंद अभिक्रिया करता है। क्वार्ट्ज़ में विदलन व अम्ल-अभिक्रिया नहीं होती, और जिप्सम कोमल है तथा बुदबुदाता नहीं।