石膏

石膏
石膏
基本資料
類別	硫酸鹽礦物
化學式	CaSO; 4 · 2H2O
IMA記號	Gp
施特龍茨分類	7.CD.40
戴納礦物分類	29.6.3.1
晶體分類	稜柱體 (2/m) ; H-M記號：(2/m)
晶體空間群	I2/a
晶胞	a = 5.679(5), b = 15.202(14) ; c = 6.522(6) Å; β = 118.43°; Z = 4
性質
分子量	172.16 g·mol−1
顏色	無色（在透射光中）到白色；由於雜質經常染上其他色調，可能是黃色、棕褐色、藍色、粉紅色、深棕色、紅棕色或灰色
晶體慣態	團塊狀，平坦狀，細長且通常為稜柱形的晶體
晶系	單斜
雙晶	{110}很常見
解理	{010}完美，{100}清晰
斷口	{100}貝殼狀，[001]平行分裂
韌性/脆性	柔韌、無彈性
莫氏硬度	1.5–2（定義礦物）
光澤	玻璃到絹絲、珍珠或蠟狀光澤
條痕	白色
透明性	透明到半透明
比重	2.31–2.33
光學性質	雙軸 (+)
折射率	nα = 1.519–1.521; nβ = 1.522–1.523; nγ = 1.529–1.530
雙折射	δ = 0.010
多色性	無
2V夾角	58°
熔性	5
溶解度	熱稀HCl
參考文獻
主要品種
纖維石膏	珍珠光澤纖維團塊
透石膏	透明和刀片狀晶體
雪花石膏	質地細膩，略顯色

石膏（英語：Gypsum）是一種由二水合硫酸鈣組成的軟硫酸鹽礦物，化學式為CaSO
4 · 2H₂O。^[4]它被廣泛開採並用作肥料，並作為多種形式的灰泥、粉筆和石膏板的主要成分。雪花石膏是一種細膩的白色或淺色石膏品種，已被許多文化用於雕塑，包括古埃及、美索不達米亞、古羅馬、拜占庭帝國等。石膏也可結晶為透石膏的半透明晶體。它以蒸發岩礦物和硬石膏的水合產物形式形成。

基於劃痕硬度比較的莫氏硬度標度將值2定義為石膏。

物理性質

石膏晶體足夠柔軟，可以在手的壓力下彎曲。樣品在洛桑州地質博物館展出。

石膏具有中等水溶性（在25°C時約為2.0–2.5g/L）^[5]，並且與大多數其他鹽相比，它表現出逆溶解度，在較高溫度下更難溶解。當石膏在空氣中加熱時，它會失去水分並首先轉化為燒石膏（半水合硫酸鈣），若進一步加熱，則轉化為硬石膏（無水硫酸鈣）。與硬石膏一樣，石膏在鹽溶液和鹽水中的溶解度也有很大程度上取決於NaCl的濃度。 ^[5]

石膏的結構由鈣層（Ca²⁺）和硫酸根層（SO2−
4）離子緊密結合在一起。這些層由結晶水分子層通過較弱的氫鍵鍵合，從而使晶體沿平面（在{010}平面中）完美解離。^[4]^[6]

晶體品種

石膏在自然界中以扁平的形式存在，通常是孿晶，以及稱為透石膏的透明、可裂解的物質。透石膏的英文「Selenite」以古希臘語中的月亮一詞命名。

透石膏也可能以絲狀纖維形式出現，在這種情況下，它通常被稱為纖維石膏。一種非常細膩的白色或淺色石膏被稱為雪花石膏，因各種裝飾用途而備受推崇。在乾旱地區，石膏可以以花狀形式出現，通常不透明並含有沙粒，被稱為沙漠玫瑰。它還形成了自然界中發現的一些最大的晶體，長達12米，以透石膏的形式存在。^[7]

發現

石膏是一種常見的礦物，具有與沈積岩相關的厚而廣的蒸發岩床。石膏從湖水和海水中沉積，也從溫泉、火山蒸汽和礦脈中的硫酸鹽溶液中沉積。礦脈中的熱液硬石膏通常在近地表暴露處被地下水水合成石膏。它通常與礦物岩鹽和硫有關。石膏是最常見的硫酸鹽礦物。^[8]純石膏是白色的，但作為雜質發現的其他物質可能會給局部沉積物帶來多種顏色。

因為石膏會隨着時間的推移溶解在水中，所以石膏很少以沙子的形式出現。然而，美國新墨西哥州白沙國家公園的獨特條件造就了710平方公里的白色石膏砂，足以為美國建築業提供1000年的石膏板。^[9]

來自火星偵察軌道衛星（MRO）的軌道圖片表明，火星北極地區存在石膏沙丘，^[10]後來由火星探測漫遊者（MER）機遇號在地面上證實。^[11]

用途

石膏作品，來自華倫西亞民族學博物館

俄亥俄州北部的石膏礦床地圖，黑色方塊表示礦床的位置，來自「俄亥俄州地理」，1923年

石膏有多種應用：

建造業

石膏板主要用作牆壁和天花板的飾面，在建築中被稱為石膏板或乾壁。石膏為這些材料提供了一定程度的耐火性，並且將玻璃纖維添加到它們的成分中以突出這種效果。石膏的導熱性很小，因此石膏板具有一定的絕緣性能。^[12]
石膏砌塊在建築施工中像混凝土塊一樣使用。
石膏砂漿是一種古老的用於建築施工的砂漿。
波特蘭水泥的一種成分，用於防止混凝土閃凝（過快硬化）。

農業

肥料：石膏提供兩種次生植物的常量營養素：鈣和硫。與石灰石不同，它通常不會影響土壤的pH值。^[13]
其他土壤改良劑用途：石膏可降低酸性土壤中的鋁和硼毒性。它還可以改善土壤結構，提高吸水性和通氣性。^[13]
古代世界的木材替代品：由於青銅時代克里特島的森林砍伐，木材變得稀缺時，石膏被用於以前使用木材的地方的建築施工。^[14]
土壤水勢監測：可以將石膏塊插入土壤中，測量其電阻以得出土壤水分。^[15]

造型、雕塑和藝術

石膏板用於鑄造模具和建模。
雪花石膏是一種雕刻材料，尤其是在鋼鐵出現之前的古代，其相對柔軟的特性使其更容易雕刻。^[16]在中世紀和文藝復興時期，它甚至比大理石更受歡迎。^[17]
在中世紀時期，抄寫員和照明師使用它作為石膏底料的成分，將其應用於發光字母，並在發光手稿中鍍金。^[18]

飲食

豆腐的凝結劑，使其最終成為膳食鈣的重要來源。^[19]
將用於釀造的水提高硬度。^[20]
在烘焙中用作麵團改良劑、降低粘性，以及作為膳食鈣的烘焙食品來源。^[21]是礦物酵母食品的主要成分。^[22]

醫藥和化妝品

石膏可用於手術夾板。^[23]
作為牙科中的印模。^[24]

其他

一些鋁熱劑混合物中氧化鐵的替代品。^[25]
測試表明，石膏可用於去除污染水域的鉛^[26]或砷^[27]^[28]等污染物。

參見

參考資料

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外部連結

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