(1)造岩鉱物の化学組成
鉱物名は火山灰や岩石の分類のところですでに学習しています。岩石を作る鉱物の多くはSiO4四面体を骨組みとするケイ酸塩鉱物です。そこでSiO4四面体についてスチロール球で作った分子模型を見せながら説明を行いました。それから主な造岩鉱物の化学組成の一覧を板書しました。石英とかんらん石については化学式を表しましたが、それ以外は構成する元素を示しました。
そのなかで、何も説明せずに「固溶体」の用語を出し、生徒をとまどわせました(^_^;)
(2)固溶体
かんらん石を例にして、説明しました。かんらん石はSiO4四面体が孤立しており、そのまわりを2価のマグネシウムイオンと鉄イオンが取り巻いています。もしMg2+が100%ならMgかんらん石、Fe2+が100%ならFeかんらん石となりますが、実際にはこの割合は鉱物生成時の条件によって自由に変わります。つまり通常のかんらん石はあたかもMgかんらん石とFeかんらん石という2つの成分が固体のまま溶け合っている状態と言え、このような固体物質を固溶体といいます。石英をのぞく造岩ケイ酸塩鉱物はいずれも固溶体です。
(3)多形(同質異像)
鉱物の中にはダイヤモンドと石墨(どちらもC)のように、化学組成が同じでも性質や結晶構造の異なる組み合わせがあります。この関係を多形(同質異像)といいます。多形は鉱物形成時の温度・圧力条件を反映しています。前述のダイヤモンドは、地下深くの非常に高圧な場所において形成されたことを示しています。
※これは、本来変成岩の説明において行われるべきものでしょうが、次の硫黄の実験に持っていくために指導しました。