Kwarts

Kwarts

Mineraal
Chemische formule	SiO₂
Kristalvorm	Trigonaal (α), Hexagonaal (β)
Ruimtegroep	P3₁21 (α), P6₄22 (β)
Eenheidscel	a=491,36pm c=540,51(α)
Kleur	Kleurloos, violet, geel, roze
Streepkleur	Kleurloos
Hardheid	7 (per definitie)
Gemiddelde dichtheid	2,65 kg/dm³
Glans	Glasglans
Breuk	Schelpvormig
Habitus	Zeszijdig prisma/piramide
Kristaloptiek
Brekingsindices	1,4585
Overige eigenschappen
Bijzondere kenmerken	Piëzo-elektrisch

Kwartskristal

SEM-afbeelding van kwartsgroei op zand

Kwarts is het meest algemeen voorkomende mineraal in de aardkorst, waarbij de scheikundige samenstelling vrij vast staat. Het vertegenwoordigt ongeveer 12% van het volume daarvan (o.a. in graniet, zand, ed.). Het bestaat uit siliciumdioxide, SiO₂. Het komt voor als prachtige grote heldere kristallen (bergkristal) maar kan door chemische verontreinigingen (over het algemeen metalen) ook gekleurd zijn. Bekend zijn de violette vorm (amethist), de gele citroenkwarts, de roze vorm rozenkwarts, de bruine tot zwarte rookkwarts en de witte vorm melkkwarts. Ook chalcedoon, agaat en jaspis zijn vormen van kwarts. De meest voorkomende vormen zijn zand en zandsteen. Het is ook een belangrijk gesteentevormend mineraal in felsische stollingsgesteenten, zoals graniet.

Kwarts heeft twee modificaties: α-kwarts is trigonaal, β-kwarts (een hogere-temperatuurvorm) is hexagonaal. Daarnaast komt siliciumdioxide nog voor in vele andere structuren zoals α- en β-cristobaliet, keatiet, tridymiet, coesiet, stishoviet, melangoflogiet en lechatelieriet.

Wanneer kwarts gesmolten wordt, vormt het bij snelle afkoeling vaak een glas, omdat het kristallisatieproces vrij veel tijd vergt.

[bewerk] Geschiedenis

Dit kristal is reeds bekend vanaf de oudheid; de oude Grieken gebruikten stukken kwarts om hun handen in de zomer af te koelen. De naam kwarts komt van het Duitse "Quarz" (van Slavische oorsprong).

De Romeinen dachten dat "kwarts" permanent gestold water (ijs) was, dit omdat kwarts vooral in gletsjers werd gevonden.

[bewerk] Eigenschappen

Kwarts is een piëzo-elektrisch materiaal en de trillingen die men in het rooster van het kristal kan opwekken worden gebruikt in elektronische apparatuur zoals kwartsuurwerken en radio's.

[bewerk] Industriële toepassing

Kwartsglas wordt veel toegepast. Het is sterk, zet weinig uit en kan dus grote temperatuurverschillen doorstaan, het is chemisch vrij inert en het verwekingspunt ligt hoog (1665 ^oC); dit allemaal door de sterke covalente bindingen in en tussen de SiO₄-monomeren. Het is ook transparant voor ultraviolette straling, in tegenstelling tot de meeste andere vormen van glas (zoals pyrex). Het wordt daarom toegepast als cuvetmateriaal in de spectroscopie van het zichtbaar/ultraviolette deel van het spectrum. Het blazen van kwartsglas is echter moeilijker omdat het verwekingspunt veel hoger ligt en veel abrupter is. Het vereist ook goede ventilatie omdat er gasvormig SiO bij ontstaat; dit kan de longen aantasten.