Pora na szczęśliwą siódemkę ze skali Mohsa, czyli kwarc. Właściwie już o niego zahaczyliśmy, bo był ametyst; kwarc ma zresztą wiele wyróżnionych odmian (np. cytryn, zapamiętać na przyszłość), ale dziś chciałem sam kwarcowy kwarc pokazać. Jest to minerał o prostym składzie, SiO₂ – to ten sam związek, który tworzy piasek, tylko że w piasku (krzemionce) ma dużo mniej regularną strukturę. Niezanieczyszczony jest bezbarwny, zanieczyszczenia nadają mu różne barwy, np. różową, pomarańczową (ta odmiana nazywa się kwarcem mandarynkowym) albo szarawą (kwarc dymny). Z kwarcu robi się też czasem przedmioty codziennego użytku, np. grzebienie albo inne rzeczy.
Nazwa „kwarc” pochodzi ze średniowiecznego niemieckiego, gdzie została urobiona z polskiego słowa „kwardy” (czyli twardy). Kamień ten jest jednak znany od starożytności, a Grecy nazywali go krustallos, od czego wzięło się słowo „kryształ”. Nazwa grecka oznacza „zimny jak lód”, ponieważ starożytni filozofowie uważali go za bardzo mocno zmrożony lód (ciekawe, czy któryś próbował to sprawdzić i go stopić…).
Podobnie jak w przypadku kilku innych minerałów, obróbka cieplna albo za pomocą promieni gamma daje przeróżne warianty kolorystyczne tego minerału. Tak otrzymuje się np. większość cytrynów, ale i odmiany, które nie występują w przyrodzie. Przyczyną takiego zjawiska jest wybijanie elektronów z atomów przez promieniowanie o wysokiej energii. Takie swobodne elektrony są następnie chwytane w defekty sieci krystalicznej – miejsca, w których występuje lokalny nadmiar ładunku dodatniego. Ogrzanie minerału zabarwionego przez promienie gamma powoduje utratę zabarwienia. Co ciekawe, podobny efekt obserwuje się w przypadku zwykłego szkła (które też składa się przede wszystkim z SiO₂). Pracowałem kiedyś w Zakładzie Chemii Nieorganicznej i Radiacyjnej, gdzie mieliśmy bombę kobaltową do prowadzenia różnych procesów w polu promieniowania gamma. Szklane kolbki, które siedziały dłużej w bombie, wychodziły brązowe. Niektórzy pracownicy przynosili nawet szklane naczynia z domu, by przerobić je na namiastkę arcoroca 🙂
Kwarc ma też właściwości piezoelektryczne, tzn. przy ściskaniu wytwarza prąd elektryczny (i odwrotnie, pod działaniem prądu zmienia rozmiary). Zjawisko to wykorzystywano kiedyś w gramofonach, a potem do produkcji zegarów kwarcowych, w których kwarc drgający pod wpływem zmiennego pola elektrycznego pełnił tę samą rolę, co wahadło (tylko drgał o wiele szybciej, dlatego zegar kwarcowy jest o wiele dokładniejszy od zegarów mechanicznych).
