Minerali: definicija, lastnosti, nastanek in pogosti primeri

Mineral je snov, ki je običajno

• je anorganska trdna snov (izjema je elementarno živo srebro).^p184
• ima določeno kemično sestavo
• ima običajno kristalno strukturo; nekateri je nimajo.
• nastaja naravno z geološkimi procesi.

Ena od novejših definicij je:

"Mineral je homogena (kar pomeni sestavljena iz delov ali elementov, ki so vsi iste vrste) naravno prisotna snov z določeno, vendar ne nujno fiksno kemijsko sestavo. Večina mineralov so trdne snovi z urejeno atomsko razporeditvijo in večina je anorganskih v kemijskem pomenu te besede."

Mineral je tudi mineral, ki ga kot takega navaja Mednarodno mineraloško združenje.

Minerali in kamnine

Minerali se razlikujejo od kamnin. Mineral je kemična spojina z določeno sestavo in določeno kristalno strukturo. Kamnina je mešanica enega ali več mineralov v različnih razmerjih.

Kamnina ima le dve lastnosti, ki jih imajo minerali - je trdna snov in nastaja naravno. Kamnina običajno vsebuje dve ali več vrst mineralov. Dva vzorca iste vrste kamnine lahko vsebujeta različne vrste mineralov. Minerali so vedno sestavljeni iz istih snovi v skoraj enakem razmerju. Rubin je mineral. Zato ima rubin, ki ga najdemo v Indiji, podobno sestavo kot rubin, ki ga najdemo v Avstraliji.

Oblikovano v naravi

Minerali nastajajo z naravnimi procesi. Nekaj snovi z enako kemijsko sestavo kot minerali lahko proizvedejo živa bitja kot del svojih lupin ali kosti. Lupine mehkužcev so sestavljene iz kalcita ali aragonita ali obeh.

Kemikalije, ki jih proizvajajo živa bitja, se tradicionalno ne štejejo za minerale. Vendar je težko razumeti, zakaj organske snovi ne bi smeli imenovati mineral, če sta njena kemijska narava in kristalna struktura enaki anorganskemu dvojčku. O tem vprašanju se zdaj razpravlja: glej Railsback, del II.

Minerali nastajajo na različne načine. Mineral halit, ki ga uporabljamo kot kuhinjsko sol, nastane, ko voda izhlapi v vročem, plitvem delu oceana in pusti za seboj sol, ki jo je vsebovala. Številne vrste mineralov nastanejo, ko se staljena kamnina ali magma ohladi in spremeni v trdno snov. Talk, mineral, ki ga lahko uporabljamo za izdelavo otroškega pudra, nastane globoko v Zemlji, ko visok tlak in temperatura povzročita spremembe v trdni kamnini.

Nenavadno je, da večina mineralov dolguje svoj nastanek življenju ali vsaj velikemu dogodku oksigenacije. "Robustni minerali in ne krhki organski ostanki so lahko najbolj trdni in trajni znaki biologije".

Solid

Mineral je trdna snov - to pomeni, da ima določeno prostornino in grobo obliko. Prostornina se nanaša na količino prostora, ki ga predmet zavzema. Žogica za golf ima na primer manjšo prostornino kot žogica za baseball, žogica za baseball pa ima manjšo prostornino kot košarkarska žoga.

Snov, ki je tekočina ali plin, ni mineral. Vendar je v nekaterih primerih njena trdna oblika mineral. Tekoča voda na primer ni mineral, led pa je.

Te lastnosti se uporabljajo najpogosteje:

• Kristalna struktura: glej spodaj
• Trdota: po Mohsovi lestvici, desetstopenjski lestvici od najmehkejšega talka do najtršega diamanta.
• Lustre: videz v svetlobi
• Barva
• Črta: barva minerala, ko je zmlet v droben prah. Pogosto se preveri z drgnjenjem vzorca na neglazirani plošči.
• Razcep: kako se mineral cepi vzdolž različnih ravnin
• Lom: kako se lomi proti svojim naravnim razcepnim ravninam
• Specifična teža: gostota v primerjavi z vodo
• Vse druge lastnosti

Kristalna struktura

Delci ledu, ki sestavljajo zmrzal, imajo gladke in ravne površine. Te ravne površine nastanejo zaradi razporeditve atomov v ledu, ki je mineral. Takšna notranja razporeditev je značilna za minerale. To je struktura kristala, trdne snovi, v kateri so atomi razporejeni v urejenem, ponavljajočem se tridimenzionalnem vzorcu.

Vsak mineral ima svojo vrsto kristalne strukture. V nekaterih primerih imata dva minerala enako kemično sestavo, vendar različno kristalno strukturo. Na primer, tako diamant kot grafit sta sestavljena iz enega samega elementa - ogljika. Toda razporeditev ogljikovih atomov v teh dveh mineralih ni enaka, zato imata različni kristalni strukturi in zelo različne lastnosti. Diamanti so izredno trdni in se bleščeče bleščijo. Grafit je mehak, siv in dolgočasen.

V naravi je popoln kristal redek. Večina kristalov ima nepopolne oblike, ker so njihovo rast omejili drugi kristali, ki so nastali poleg njih.

Določena kemijska sestava

Vsak mineral ima določeno kemijsko sestavo: sestavljen je iz posebne kombinacije atomov določenih elementov. Element je snov, ki vsebuje samo eno vrsto atoma.

Znanstveniki lahko minerale razvrstijo v skupine na podlagi njihove kemične sestave. Čeprav obstaja na tisoče različnih mineralov, jih je v Zemljini skorji pogostih le približno 30. Teh 30 mineralov sestavlja večino kamnin v zemeljski skorji. Zato jih imenujemo minerali, ki tvorijo kamnine.

• Najpogostejša skupina so silikati. Vsi minerali v tej skupini vsebujejo kisik in silicij - dva najpogostejša elementa v Zemljini skorji - združena skupaj. Silikati lahko vsebujejo tudi druge elemente, kot so aluminij, magnezij, železo in kalcij. Kremen, feldspar in sljuda so pogosti silikati.
• Karbonati so druga najpogostejša skupina mineralov, ki tvorijo kamnine. Vsi minerali v tej skupini vsebujejo skupaj združena ogljik in kisik. Kalcit, ki je pogost v školjkah, je karbonatni mineral.
• Med okside spadajo minerali, iz katerih se rafinira večina kovin, kot sta kositer in baker. Oksid je sestavljen iz elementa, običajno kovine, ki je povezan s kisikom. V to skupino spada hematit, ki je vir železa.

• Sulfati vsebujejo sulfatno skupino SO₄ . Sulfati običajno nastajajo v evaporitih, kjer zelo slana voda počasi izhlapeva, zaradi česar se sulfati in halogenidi obarjajo tam, kjer voda izhlapeva. Sulfati nastajajo tudi tam, kjer vroče vode prodirajo skozi kamnino, kot pri gejzirjih.

Obstajajo še številne druge skupine mineralov.

Ljudje minerale uporabljamo za številne vsakodnevne namene. Vsakič, ko vključimo mikrovalovno pečico ali televizor, uporabljamo minerale. Baker v žicah, po katerih do naprave prihaja elektrika, je narejen iz minerala. Namizna sol ali halit je še en mineral, ki ga ljudje uporabljajo v vsakdanjem življenju.

• Grafit se uporablja za izdelavo svinčnikov
• Kamena sol se uporablja pri kuhanju
• Mineralne rude so vir kovin.

• Seznam mineralov