Mohsova ljestvica

Mohsova ljestvica je niz od deset minerala poredanih po tvrdoći koji se koristi za procjenu relativne tvrdoće drugih minerala ili tvari. Ovu ljestvicu je prvi predložio njemački mineralog Frederich Mohs (1773.–1839.) izabravši deset dostupnih minerala. Ljestvica nije pravocrtna: tvrdoća dijamanta nije deset puta veća od tvrdoće talka (dijamant je mnogo tvrđi). Mineral koji je "viši" u Mohsovoj ljestvici ima i veću tvrdoću. Ako ispitivana tvar može zarezati površinu minerala iz Mohsove ljestvice, ona je tvrđa od tog minerala.

Minerali

Mohsova tvrdoća	Mineral	Kemijska formula	Apsolutna tvrdoća (sklerometar)
1	Talk ili milovka	Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂	1
2	Gips	CaSO₄·2H₂O	3
3	Kalcit	CaCO₃	9
4	Fluorit	CaF₂	21
5	Apatit	Ca₅(PO₄)₃(OH^–,Cl^–,F^–)	48
6	Ortoklas	KAlSi₃O₈	72
7	Kremen ili kvarc	SiO₂	100
8	Topaz	Al₂SiO₄(OH^–,F^–)₂	200
9	Korund	Al₂O₃	400
10	Dijamant	C	1600

Tako bi na Mohsovoj ljestvici grafit (jezgra olovke za pisanje) imao tvrdoću 1,5; nokat na našim prstima od 2,2 – 2,5; bakrena kovanica (novčić) 3,2 – 3,5, džepni nožić 5,1; oštrica kuhinjskog noža 5,5; staklo na prozorima 5,5; čelična turpija 6,5; porculan bez glazure 7,0. Mohsova ljestvica nije proporcionalna ljestvica. Tako na primjer, korund s Mohsovom tvrdoćom 9 je duplo tvrđi od topaza (Mohsova tvrdoća 8), ali dijamant (Mohsova tvrdoća 10) je 4 puta tvrđi od korunda. U tablici su apsolutne vrijednosti tvrdoće izmjerene sklerometrom.

Vrijednosti Mohsove tvrdoće za neke materijale

Prikaz nekih kemijskih tvari ili minerala s Mohsovom tvrdoćom:

Mohsova tvrdoća	Kemijska tvar ili mineral
od 0,2 do 0,3	cezij, rubidij
od 0,5 do 0,6	litij, natrij, kalij
1	talk ili milovka
1,5	galij, stroncij, indij, kositar, barij, talij, olovo, grafit
2	heksagonalni borov nitrid,^[1] kalcij, selenij, kadmij, sumpor, telurij, bizmut
od 2,5 do 3	magnezij, zlato, srebro, aluminij, cink, lantan, cerij, gagat (lignit)
3	kalcit, bakar, arsen, antimon, torij, dentin (dio zuba)
4	fluorit, željezo, nikal
od 4 do 4,5	platina, čelik
5	apatit, kobalt, cirkonij, paladij, zubna caklina, obsidijan (vulkansko staklo)
5,5	berilij, molibden, hafnij
6	ortoklas, titanij, mangan, germanij, niobij, rodij, uranij
od 6 do 7	staklo, rastopljeni kvarc, pirit, silicij, rutenij, iridij, tantal, opal
7	kremen ili kvarc, vanadij, osmij, renij
od 7,5 do 8	kaljeni čelik, volfram, smaragd, rubin
8	topaz, kubični cirkonij
8,5	berilijev aluminat, krom, silicijev nitrid
od 9 do 9,5	korund, silicijev karbid (karborundum), volframov karbid, titanijev karbid, udarni kvarc (stishovit)
od 9,5 do 10	renijev diborid, tantalov karbid, titanijev diborid, borov nitrid, bor.^[2]^[3]^[4]^[5]
10	dijamant
>10	nanokristalni dijamant (hiperdijamant, vrlo tvrdi fulerit)

Usporedba s tvrdoćom po Vickersu

Usporedba Mohsove ljestvice s tvrdoćom po Vickersu:^[6]

Mineral (naziv)	Mohsova tvrdoća	Tvrdoća po Vickersu (HV) kg/mm²
Grafit	1 – 2	VHN₁₀ = 7 – 11
Kositar	1,5	VHN₁₀ = 7 – 9
Bizmut	2 – 2,5	VHN₁₀₀ = 16 – 18
Zlato	2,5	VHN₁₀ = 30 – 34
Srebro	2,5	VHN₁₀₀ = 61 – 65
Kalkocit	2,5 – 3	VHN₁₀₀ = 84 – 87
Bakar	2,5 – 3	VHN₁₀₀ = 77 – 99
Olovni sjajnik (galenit)	2,5	VHN₁₀₀ = 79 – 104
Sfalerit	3,5 – 4	VHN₁₀₀ = 208 – 224
Hezlevodit	4	VHN₁₀₀ = 230 – 254
Karolit	4,5 – 5,5	VHN₁₀₀ = 507 – 586
Getit	5 – 5,5	VHN₁₀₀ = 667
Hematit	5 – 6	VHN₁₀₀ = 1000 – 1100
Kromit	5,5	VHN₁₀₀ = 1278 – 1456
Anatas	5,5 – 6	VHN₁₀₀ = 616 – 698
Rutil	6 – 6,5	VHN₁₀₀ = 894 – 974
Pirit	6 – 6,5	VHN₁₀₀ = 1505 – 1520
Boveit	7	VHN₁₀₀ = 858 – 1288
Euklas	7,5	VHN₁₀₀ = 1310
Krom	8,5	VHN₁₀₀ = 1875 – 2000

Poveznice

Tvrdoća kemijskih elemenata

Izvori

↑ L. I. Berger "Semiconductor materials" CRC press, 1996., p. 126
↑ Weintraub E.: "On the properties and preparation of the element boron",journal = J. Ind. Eng. Chem., 1911.
↑ V. L. Solozhenko, Kurakevych O. O., Oganov A. R.: "On the hardness of a new boron phase, orthorhombic γ-B₂₈", journal = Journal of Superhard Materials, 2008. [1] Arhivirana inačica izvorne stranice od 23. ožujka 2012. (Wayback Machine)
↑ "Superhard semiconducting optically transparent high pressure phase of boron" Zarechnaya E. Yu., journal= Phys. Rev. Lett., 2009., Dubrovinsky L., Dubrovinskaia N., Filinchuk Y., Chernyshov D., Dmitriev V., Miyajima N., El Goresy A., Braun H.
↑ Oganov A.R., Solozhenko V.L.: "Boron: a hunt for superhard polymorphs", journal = Journal of Superhard Materials, [2] Arhivirana inačica izvorne stranice od 23. ožujka 2012. (Wayback Machine), 2009.
↑ [3] mindat.org

[1] L. I. Berger "Semiconductor materials" CRC press, 1996., p. 126

[2] Weintraub E.: "On the properties and preparation of the element boron",journal = J. Ind. Eng. Chem., 1911.

[3] V. L. Solozhenko, Kurakevych O. O., Oganov A. R.: "On the hardness of a new boron phase, orthorhombic γ-B₂₈", journal = Journal of Superhard Materials, 2008. [1] Arhivirana inačica izvorne stranice od 23. ožujka 2012. (Wayback Machine)

[4] "Superhard semiconducting optically transparent high pressure phase of boron" Zarechnaya E. Yu., journal= Phys. Rev. Lett., 2009., Dubrovinsky L., Dubrovinskaia N., Filinchuk Y., Chernyshov D., Dmitriev V., Miyajima N., El Goresy A., Braun H.

[5] Oganov A.R., Solozhenko V.L.: "Boron: a hunt for superhard polymorphs", journal = Journal of Superhard Materials, [2] Arhivirana inačica izvorne stranice od 23. ožujka 2012. (Wayback Machine), 2009.

[6] [3] mindat.org

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]