Křemen, široce distribuovaný minerál mnoha odrůd, který se skládá převážně z oxidu křemičitého nebo oxidu křemičitého (SiO 2). Mohou být přítomny drobné nečistoty, jako je lithium, sodík, draslík a titan. Křemen přitáhl pozornost od nejranějších dob; vodě čisté krystaly byly starověcí Řekové známé jako krystaly - proto se na tuto odrůdu vztahuje křišťálový název nebo častěji křišťál. Jméno křemen je staré německé slovo nejistého původu, které poprvé použil Georgius Agricola v roce 1530.
oxid křemičitý: křemen
Křemen se vyskytuje v mnoha odrůdách téměř ve všech typech vyvřelých, sedimentárních a metamorfovaných hornin. Bylo také nalezeno
Následuje krátké zpracování křemene. Úplné ošetření viz oxid křemičitý.
Křemen má velký hospodářský význam. Mnoho odrůd jsou drahokamy, včetně ametystu, citrinu, kouřového křemene a růžového křemene. Pískovec, složený převážně z křemene, je důležitým stavebním kamenem. Velká množství křemičitého písku (také známého jako křemičitý písek) se používají při výrobě skla a keramiky a pro slévárenské formy při lití kovů. Drcený křemen se používá jako brusivo v brusném papíru, křemičitý písek se používá při pískování a pískovec se stále používá jako celek pro výrobu brousků, mlýnských kamenů a brusných kamenů. V optice se pro přenos ultrafialového světla používá křemičité sklo (také nazývané tavený křemen). Trubice a různé nádoby z taveného křemene mají důležité laboratorní použití a křemenná vlákna se používají v extrémně citlivých vážicích zařízeních.
Křemen je druhým nejhojnějším minerálem v zemské kůře po živci. Vyskytuje se téměř ve všech kyselých vyvřelých, metamorfovaných a sedimentárních horninách. Je to esenciální minerál v tak silných felsických horninách, jako jsou žula, granodiorita a ryolit. Je vysoce odolný vůči povětrnostním vlivům a má tendenci se soustředit v pískovcích a dalších detitálních horninách. Sekundární křemen slouží jako cement v sedimentárních horninách tohoto druhu a vytváří na detritálních zrnech přerůstání. Mikrokrystalické odrůdy siliky známé jako chert, pazourek, achát a jaspis se skládají z jemné sítě křemene. Metamorfismus vyvřelých a sedimentárních hornin nesoucích křemen obvykle zvyšuje množství křemene a jeho velikost zrn.
Křemen existuje ve dvou formách: (1) alfa- nebo nízký, křemen, který je stabilní do 573 ° C (1 063 ° F), a (2) beta- nebo vysoký, křemen, stabilní nad 573 ° C. Tyto dva jsou úzce spjaty, s pouze malými pohyby jejich atomových atomů během alfa-beta přechodu. Struktura beta-křemene je hexagonální, se symetrickou skupinou vlevo nebo vpravo rovnoměrně osazenou krystaly. Struktura alfa-křemene je trigonální, opět s pravou nebo levou skupinou symetrie. Při teplotě přechodu se tetrahedrální kostra beta-křemene zkroutí, což má za následek symetrii alfa-křemene; atomy přecházejí ze zvláštních pozic vesmírných skupin do obecnějších pozic. Při teplotách nad 867 ° C (1 593 ° F) se beta-křemen mění na tridymit, ale transformace je velmi pomalá, protože dochází k přerušení vazby, aby se vytvořila otevřenější struktura. Při velmi vysokých tlacích se alfa-křemen přemění na kesit a při ještě vyšších tlacích na stishovit. Takové fáze byly pozorovány u impaktních kráterů.
Křemen je piezoelektrický: krystal se vyvíjí pozitivní a negativní náboje na střídavých hranách hranolů, když je vystaven tlaku nebo napětí. Poplatky jsou úměrné změně tlaku. Kvůli jeho piezoelektrické vlastnosti, křemenná deska může být používána jako manometr, jak v hloubce-znít jako aparát.
Stejně jako komprese a napětí vytvářejí opačné náboje, je opačným účinkem to, že střídavé opačné náboje způsobí střídavé rozpínání a kontrakci. Řez z křemenného krystalu s určitou orientací a rozměry má přirozenou frekvenci této expanze a kontrakce (tj. Vibrací), která je velmi vysoká, měřená v milionech vibrací za sekundu. Správně řezané desky z křemene se používají pro řízení frekvence v rádiích, televizích a dalších elektronických komunikačních zařízeních a pro krystalově řízené hodiny a hodinky.
Čína, Japonsko a Rusko jsou světovými primárními producenty křemene. V Belgii, Brazílii, Bulharsku, Francii, Německu, Jižní Africe a ve Spojeném království se těží také významné množství nerostu.
Podrobné fyzikální vlastnosti viz oxid křemičitý (
stůl).
