Минералогическая шкала твёрдости
Шкала́ Мо́оса (минералогическая шкала твёрдости) —
набор эталонных минералов для определения относительной твёрдости методом царапания. В качестве эталонов приняты 10 минералов, расположенных в порядке возрастающей твёрдости.
Предложена в 1811 году немецким минералогом Фридрихом Моосом.
Значения шкалы от 1 до 10 соответствуют десяти достаточно распространённым минералам от талька до алмаза. Твёрдость минерала измеряется путём поиска самого твёрдого эталонного минерала, который он может поцарапать; и/или самого мягкого эталонного минерала, который царапает данный минерал. Например, если минерал царапается апатитом, но не флюоритом, то его твёрдость находится в диапазоне от 4 до 5.
Предназначена для грубой сравнительной оценки твёрдости материалов по системе мягче-твёрже. Испытываемый материал либо царапает эталон и его твёрдость по шкале Мооса выше, либо царапается эталоном и его твёрдость ниже эталона. Таким образом, шкала Мооса информирует только об относительной твёрдости минералов.
Например, корунд (9) в 2 раза твёрже топаза (8). Трудно измерить абсолютную твердость алмаза, но различные методы определения относительной твердости дали цифры, указывающие, что алмаз в 90-180 раз тверже корунда. Гранильщики опытным путем нашли, что твердость алмаза меняется в зависимости от направления в кристалле, причем направление, соответствующее грани октаэдра, характеризуется наибольшей твердостью, а направление, отвечающее грани куба,- наименьшей. Эти наблюдения подтверждаются многочисленными детальными исследованиями твердости алмаза при шлифовке в различных направлениях.
В приведённой ниже таблице приведено соответствие твёрдости по шкале Мооса с абсолютной твёрдостью, измеренной склерометром.
| Твёрдость по Моосу | Эталонный минерал | Абсолютная твердость | Обрабатываемость | Другие минералы с аналогичной твердостью |
| 1 | Тальк (Mg3Si4O10(OH)2) | 1 | Царапается ногтем | Графит |
| 2 | Гипс (CaSO4·2H2O) | 4 | Царапается ногтем | Галит, хлорит, слюда |
| 3 | Кальцит (CaCO3) | 9 | Царапается медью | Биотит, золото, серебро |
| 4 | Флюорит (CaF2) | 21 | Легко царапается ножом, оконным стеклом | Доломит, сфалерит |
| 5 | Апатит (Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)) | 48 | С усилием царапается ножом, оконным стеклом | Гематит, лазурит |
| 6 | Ортоклаз (KAlSi3O8) | 72 | Царапает стекло. Обрабатывается напильником | Опал, рутил |
| 7 | Кварц (SiO2) | 100 | Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло | Гранат, турмалин |
| 8 | Топаз (Al2SiO4(OH-,F-)2) | 200 | Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло | Берилл (гелиодор, аквамарин, изумруд), шпинель, |
| 9 | Корунд (Al2O3) | 400 | Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло | Разновидности корунда - (Сапфир, рубин), карбид вольфрама |
| 10 | Алмаз (C) | 1600 | Царапает стекло | Эльбор |
Для практических целей полезно запомнить, что ноготь оставляет царапину на гипсе и более мягких веществах и что обычное оконное стекло немного мягче полевого шпата, тогда как стальное лезвие ножа немного тверже полевого шпата, приближаясь по твердости к кварцу, и легко царапает стекло.
Поскольку различные виды драгоценных камней имеют по меньшей мере такую же твердость, как и кварц, их легко отличить от внешне на них похожих мягких стеклянных изделий с помощью напильника; до того как ввели в употребление рефрактометр, это был практически единственный в ювелирном деле способ проверки граненых камней.
Говоря, что камень имеет твердость 7, мы подразумеваем, что он не царапает кварц, а кварц не царапает его. Номер по шкале твердости указывает только на порядок в распределении по твердости, но не имеет какого-либо количественного значения. Это важно учитывать, так как здесь часто допускают ошибку. Нельзя, например, считать, что алмаз (10) вдвое тверже апатита (5) или что твердость топаза и шпинели (8) составляет 80% твердости алмаза. В действительности интервал между алмазом и корундом гораздо больше, чем между корундом и тальком - самым мягким из минералов.
Промежуточные степени твердости выражаются в виде дробей. Так, число 8,5, относящееся к хризобериллу, означает, что он царапает топаз примерно так же, как сам царапается корундом. Гранат пироп несколько тверже кварца (7) и несколько мягче берилла (7,5), поэтому его твердость обозначается как 7,5.
| Камень | Твердость | Камень | Твердость | Камень | Твердость |
| Алмаз | 10 | Смарагдит | 6,5 | Томсонит | 5-5,5 |
| Рубин | 9 | Везувиан | 6,5 | Тиганит | 5-5,5 |
| Сапфир | 9 | Силлиманит | 6-7,5 | Чпатит | 5 |
| Александрит | 8,5 | Крассетерит | 6-7 | Аугелит | 5 |
| Хризоберилл | 8,5 | Эпиод | 6-7 | Диотопаз | 5 |
| Цейлонит | 8 | Гидденит | 6-7 | Гемиморфш | 5 |
| Родоцит | 8 | Кунцит | 6-6,5 | Смитсонит | 5 |
| Шпинель | 8 | Амазонит | 6-6,5 | Страз | 5 |
| Таафеит | 8 | Авантюриновый полевой шпат | 6-6,5 | Вардит | 5 |
| Топаз | 8 | Бенитоит | 6-6,5 | Кианит | 4,5 и 7 |
| Гранатит | 8 | Ортоклаз | 6-6,5 | Апофиллит | 4,5-5 |
| Аквамарин | 7,5-8 | Эканит | 6-6,5 | Шеелит | 4,5-5 |
| Берилл | 7,5-8 | Фабуоит | 6-6,5 | Цинкит | 4,5-5 |
| Ганит | 7,5-8 | Лабрадор | 6-6,5 | Колеманит | 4,5 |
| Пейнит | 7,5-8 | Лунный камень | 6-6,5 | Варисцит | 4,5 |
| Фенакит | 7,5-8 | Нефрит | 6-6,5 | Пурпурит | 4,5 |
| Изумруд | 7,5-8 | Петалит | 6-6,5 | Баритокальцит | 4 |
| Альмандит | 7,5-8 | Пренит | 6-6,5 | Фрюолит | 4-4,5 |
| Андалузит | 7,5 | Пирит | 6-6,5 | Магнезит | 4 |
| Эвклаз | 7,5 | Рутил | 6-6,5 | Родохрозит | 4 |
| Гамбергит | 7,5 | Амблигонит | 6 | Доломит | 3,5-4,5 |
| Уваровит | 7,5 | Битовнит | 6 | Сидерит | 3,5-4 |
| Кордиерит | 7-7,5 | Санидин | 6 | Арагонит | 3,5-4,5 |
| Данбурит | 7-7,5 | Тугтупит | 6 | Азурит | 3,5-4 |
| Гроссуляр | 7-7,5 | Гематит | 5,5-6,5 | Куприт | 3,5-4 |
| Пироп | 7-7,5 | Опал | 5,5-6,5 | Халькопирит | 3,5-4 |
| Авантюрин | 7 | Бериллонит | 5,5-6 | Витерит | 3,5 |
| Горный хрусталь | 7 | Элеолит | 5,5-6 | Кораллы | 3,4 |
| Цитрин | 7 | Гаюн | 5,5-6 | Жемчуг | 3-4 |
| Дюмортьерит | 7 | Периклаз | 5,5-6 | Ангидрит | 3-3,5 |
| Дымчатый кварц (раухтопаз) | 7 | Псиломелан | 5,5-6 | Барит | 3 |
| Розовый кварц | 7 | Содалит | 5,5-6 | Кальцит | 3 |
| Тигровый глаз | 7 | Бразелианит | 5,5 | Курнаковит | 3 |
| Циркон | 6,5-7,5 | Хромит | 5,5 | Вульфенит | 3 |
| Агат | 6,5-7 | Энстатит | 5,5 | Гагат | 2,5-4 |
| Аксинит | 6,5-7 | Лейцит | 5,5 | Крокоит | 2,5-3 |
| Халцедон | 6,5-7 | Молдавит | 5,5 | Герниерит | 2,5-3,5 |
| Хлоромеланит | 6,5-7 | Натролит | 5,5 | Гейлюссит | 2,5 |
| Хризопаз | 6,5-7 | Виллемит | 5,5 | Прустит | 2,5 |
| Димантоид | 6,5-7 | Скаполит | 5,5-6,5 | Серпантин | 2,5 |
| Окаменелое дерево | 6,5-7 | Канкренит | 5-6 | Хризоколла | 2-2,5 |
| Жадеит | 6,5-7 | Диопсид | 5-6 | Слоновая кость | 2-4 |
| Яшма | 6-7 | Гиперстен | 5-6 | Янтарь | 2-3 |
| Корнерупин | 6,5-7 | Ильменит | 5-6 | Морская пенка (сепиолит) | 2-2,5 |
| Перидот (хризолит) | 6,5-7 | Лазурит | 5-6 | Алебастр | 2-2,5 |
| Танзанит | 6,5-7 | Лазулит | 5-6 | Улексит | 2 |
| Галиант | 6,5 | Танталит | 5-6 | Вивианит | 1,5-3 |
| Перистерит | 6,5 | Бирюза | 5-6 | Стихтит | 1,5-2,5 |
| Соссюрит | 6,5 | Датолит | 5-5,5 | Сера | 1,5-2,5 |
| Сингалит | 6,5 | Обсидиан | |||
| Аметист | 7 | Анатаз | 5,5-6 | Говлит | 3,5 |
| Турмалин | 7-7,5 | Актинолит | 5,5-6 | Церуссит | 3,5 |
| Ставролит | 7-7,5 | Тремолит | 5,5-6,5 | Сфалерит | 3,5-4 |
| Спессаритин | 7-7,5 | Родонит | 5,5-6,5 | Малахит | 3,5-4 |