Những tính chất nổi bật của tinh chất thạch anh trên phương diện vật lí

Bản chất bên trong tinh thể thạch anh hầu hết gần như là 100% tinh chất SiO2 đôi khi có lẫn các tạp chất như là vụn nhôm, khoáng chất lithium, brome, vụn sắt, manganèse, calcium, titanium và arsenic ;nhưng chúng chỉ chiếm một tỉ trọng rất nhỏ không đáng kể trong cả một kết cấu và kết quả không ảnh hưởng quá nhiều đến việc thay đổi màu sắc của các đồ vật.

+Đặc trưng về tính rắn:

-Tinh thể thạch anh chiếm tỉ trọng lên mức 7 về độ rắn, nó khá cao trong tỉ trọng thang đo độ rắn của quốc tế từ 1-10.Vì vậy,Chính đặc trưng này là các nhìn nhận ra chất lượng một khoáng sản và độ rắn là một ví dụ.Nó có thể làm trầy xước một loại khoáng sản có độ rắn nhỏ hơn như là feldspath ở cấp 6 và ngược lại, bị tổn hại khi tiếp xúc với khoáng sản với độ rắn cao hơn như là hoàng ngọc ở cấp 7.

+Các đường rãnh nứt (theo tên gọi quốc tế là Cassure)

-Cochoidale và có mãnh là 2 yếu tố đầu tiên tạo nên các rãnh nứt.Nó có kết cấu hình học không xác định, dạng thuỷ tinh trong suốt với lớp nhày.Và các cơ chế tiếp nhận và truyền tải năng lượng của tinh thể thạch anh đều hoạt động dựa trên các rãnh nứt này.

+Độ dàn trải:

-Theo quốc tế thì thạch anh có độ dàn trải trung bình là 2,65 ; điều này có nghĩa với trong 1m3 tinh thể đá  thạch anh cân nặng lên tới 2 tấn,trong khi điều này chỉ là 1 tấn đối với 1m3 nước.

+Thực thể chẻ”

-Chúng có một mối liên kết trong hoàn thiện với các liên lạc được hình thành nên từ các nguyên tử thuộc dòng covalent.Ở dạng này,chúng được đặt xếp chồng lên nhau từng cái một.Và một nguyên tử đều có một lõi được kết cấu với hạt nhân với xung quanh là một hoặc nhiều electron với kết cấu như nhau quay quanh theo một quỹ đạo nhất định hình thành nên các vòng tròn đồng tâm cách xa lõi với khoảng cách khác nhau.

Trong sự tồn tại của một nguyên tử có chứa một loại có họ hàng với silice với một lớp màng điện tích phía ngoài không hoàn thiện, điều này dẫn đến kết quả là sự thiếu cân bằng điện năng cục bộ và chúng bù đắp cho thiếu sót này bằng cách liên kết với bề mặt ngoài với một nguyên tử thay thế khác.Vì vậy mà Silicum cần sử dụng tới 2 nguyên tử oxy thay vì chỉ 1 nhằm tạo sự cân đối hài hoà trong nó.

Ở một hướng nhìn trái ngược, với lực hút đến từ các ions có những xung lực phản kháng, chỉ với một tác động lên kết cấu của một nguyên tử khiến cho toàn bộ khối hình đổ sập theo đúng với hoạch định đã định sẵn từ trước của mỗi nguyên tử.Điều này cho kết quả là sự ra đời của một sự chẻ thớ tuyệt hảo cho chất liệu.Ngoài ra, những tính chất đặc biệt của tinh chất sẽ được thể hiện khi tiếp xúc với ánh sáng, điện năng, sức nóng và sự va đập.

+Phản ứng khi có tác động từ ánh sáng

Tinh thể vật chất hấp thu tất cả các vạch quang phổ và lan tràn chúng trải khắp hầu hết các bước sóng, tần số cũng như các màu sắc khác biệt của 7 sắc cầu vòng.Ngoài ra, Lưỡng thiếc còn được biết là độ đo tầm với giữa các chỉ số khúc xạ xuất phát từ tia chiếu mà người đặt đã hướng tới nhiều cột trụ khác nhau có từ tinh thể vật chất.

+Phản ứng khi có tác động từ sức nóng

Đặc trưng của tác động này được biết đến là sự hoà điệu.Một tinh chất tinh thể trước hết sẽ hấp thu các tro tàn, tiếp sau đó sẽ đào thải chúng ra dưới tác động tích tụ điện của bề mặt.Ngoài ra, khi đặt trong không khi lạnh, chúng quay trở về trạng thái lúc ban đầu.Trường hợp khi ta cho nhiệt độ tăng cao, các tinh thể sẽ nổ lốp đốp nhưng không bị tan chảy.Kết quả là người ta có thể làm thay đổi màu sắc tuỳ ý cho tinh thể với mức nhiệt ở 450 độ.

Ví dụ như là viên đá thạch anh với tên gọi améthyste sẽ ngả sang màu vàng chanh, các nguyên tử ion Sắt ở trong vảy cá khi bị kết tụ sẽ bị thay đổi hình dạng do sức nóng lan toả tạo nên sự khác biệt ở phần kết cấu cùng với bước sóng tần số của ánh sáng bị tinh thể tnh chất hấp thụ sẽ chuyển thành phần màu vàng thay thế cho màu tím.Kết quả của sự thay đổi này làm cho tinh thể hiện lên màu vàng.

+Phản ứng khi có tác động từ bên ngoài

Bây giờ chúng ta sẽ xem xét đên trường hợp điều gì sẽ xảy ra khi mà chúng ta làm biến dạng một tinh thể hoặc một bản sao của tinh thể nhờ tác động từ bên ngoài như uốn, xoắn, cắt hay va chạm.Kết quả là nó sẽ phát ra ánh sáng và điện năng.Nó được gọi với cái tên là phản ứng áp điện (trong Hy Lạp có nghĩa là ép).Đặc tính này đã được 2 nhà bác học là Pierre và Jacques Curie phát hiện ra vào năm 1880.Điều này được đúc kết từ sự quan sát các điện tích xuất phát từ các dấu hiệu đối ngược nhau xuất hiện trên các mặt đối của một tinh thể khi mà chúng ta thực hiện các thao tác tác động cơ học như là ép, uốn, xoắn.

Bên trong nguyên tố SiO2 các nguyên tử silice đã hy sinh đi các électron ngoại biên (peripherique) của nó cho các nguyên tử oxy.Điều này dẫn tới một cấu trúc hoàn hảo về kết cấu và ổn định về điện năng.

+Phản ứng với điện năng

Dưới những tác động đến từ điện năng, các thanh lá tinh thể thạch anh bị biến dạng…Các phân tử được nạp vào điện tích âm sẽ chuyển dần sang đầu cực dương và ngược lạ.Sau đó, các tinh thể dãn nở rồi co lại tuỳ thuộc hoàn toàn vào cơ trục định hướng của cấu trúc cắt của các thanh lá ( bởi vậy mà trong khi tiến hành thực hiện cảm xạ chúng ta không bao giờ sử dụng đến đá thạch anh đã trải qua quá trình đun nấu trong lò luyện mà phải dùng đến chính thạch anh thiên nhiên).

Ngoài ra, với tính chất trên, tinh thể thạch anh được sử dụng rộng rãi trong các kỹ thuật điện-điện tử để thực hiện các thao tác cộng hưởng áp điện, các máy siêu âm, các bộ ổn áp có trong các máy phát tần số bởi vì khi rung động các tinh thể sẽ áp đặt một tần số ổn định của bản thân nó lên bộ nguồn ở trường điện năng…Một ví dụ điển hình là đồng hồ quartz, chiếc đồng hô nổi tiếng được làm dựa trên tần số ổn định của thanh lá thạch anh chỉ kim giây, phút, giờ.Người ta đã sử dụng đến cả các tinh thể silicum nguyên chất, được lấy từ SiO2 để sản xuất nên các vật liệu bán dẫn, các transisto, các diode hay các mạch tích phân với trí nhớ của chúng.