Минерали

Характеристики на минералите

Минерал е вещество, което обикновено

• е неорганично твърдо вещество (елементарният живак е изключение).^p184
• Има определен химичен състав
• обикновено има кристална структура; някои нямат такава.
• се образува по естествен път в резултат на геоложки процеси.

Едно от последните определения е:

"Минералът е хомогенно (което означава съставено от части или елементи, които са от един и същи вид) естествено срещащо се вещество с определен, но не непременно фиксиран химичен състав. Повечето минерали са твърди тела с подредено атомно подреждане и повечето от тях са неорганични в химическия смисъл на тази дума".

Алтернативно, минерал е такъв, който е включен в списъка на Международната минералогична асоциация.

Минерали и скали

Минералите се различават от скалите. Минералът е химично съединение с определен състав и кристална структура. Скалата е смес от един или няколко минерала в различно съотношение.

Скалата има само две от характеристиките на минералите - тя е твърдо тяло и се образува по естествен път. Една скала обикновено съдържа два или повече вида минерали. Две проби от един и същи вид скала могат да съдържат различни видове минерали. Минералите винаги се състоят от едни и същи материали в почти еднакви пропорции. Рубинът е минерал. Следователно рубинът, намерен в Индия, има подобен състав като рубина, намерен в Австралия.

Формирани в природата

Минералите се образуват чрез естествени процеси. Няколко вещества със същия химичен състав като минералите могат да бъдат произведени от живи същества като част от техните черупки или кости. Черупките на мекотелите са съставени или от калцит, или от арагонит, или и от двете.

Традиционно химикалите, произвеждани от живи същества, не се считат за минерали. Трудно е обаче да се разбере защо едно органично вещество да не бъде наречено минерал, ако химичната му природа и кристалната му структура са идентични с неорганичния му двойник. Понастоящем този въпрос е предмет на обсъждане: вж. част II на Railsback.

Минералите се образуват по много начини. Минералът халит, който се използва като готварска сол, се образува, когато водата се изпарява в гореща и плитка част на океана, оставяйки след себе си съдържащата се в нея сол. Много видове минерали се образуват, когато разтопена скала, или магма, се охлажда и се превръща в твърдо тяло. Талкът, минерал, който може да се използва за направата на бебешка пудра, се образува дълбоко в Земята, когато високото налягане и температура предизвикват промени в твърдата скала.

Необикновеното е, че повечето минерали дължат образуването си на живота или поне на Голямото кислородно събитие. "Здравите минерали, а не крехките органични останки, могат да осигурят най-здравите и трайни признаци на биологията".

Solid

Минералът е твърдо тяло, т.е. има определен обем и приблизителна форма. Обемът се отнася до количеството пространство, което заема даден обект. Например топката за голф има по-малък обем от бейзболната топка, а бейзболната топка има по-малък обем от баскетболната топка.

Вещество, което е течност или газ, не е минерал. В някои случаи обаче твърдата му форма е минерал. Например течната вода не е минерал, но ледът е.

Лабрадоритен фелдшпат с типична лабрадоресценция


Резец Esquel. Това е каменно-железен метеорит, тип паласит


Корунд

Физични свойства

Тези свойства се използват най-често:

• Кристална структура: виж по-долу
• Твърдост: по скалата на Моос - десетобална скала от най-мекия талк до най-твърдия диамант.
• Блясък: външен вид на светлина
• Цвят
• Ивица: цвят на минерал, когато е смлян на фин прах. Често се проверява чрез триене на образеца върху неглазирана плоча.
• Разцепване: как минералът се разделя по различни равнини
• Фрактура: как се разрушава спрямо естествените си плоскости на разцепване
• Специфична тежест: плътност в сравнение с водата
• Всички други свойства

Кристална структура

Ледените частици, които образуват замръзване, имат гладка и плоска повърхност. Тези плоски повърхности се образуват благодарение на подреждането на атомите в леда, който е минерал. Такова вътрешно подреждане е характерно за минералите. Тя е структурата на кристала - твърдо тяло, в което атомите са подредени в подреден, повтарящ се триизмерен модел.

Всеки минерал има свой собствен тип кристална структура. В някои случаи два минерала имат един и същ химичен състав, но различна кристална структура. Например и диамантът, и графитът се състоят само от един елемент - въглерод. Но подредбата на въглеродните атоми в тези два минерала не е еднаква, поради което те имат различни кристални структури и много различни свойства. Диамантите са изключително твърди и имат блестящ блясък. Графитът е мек, сив и матов.

В природата съвършеният кристал е рядкост. Повечето кристали имат несъвършени форми, защото растежът им е бил ограничен от други кристали, които са се образували до тях.

Химични свойства

Определен химичен състав

Всеки минерал има определен химичен състав: той се състои от специфична комбинация от атоми на определени елементи. Елементът е вещество, което съдържа само един вид атом.

Учените могат да класифицират минералите в групи въз основа на техния химичен състав. Въпреки че съществуват хиляди различни минерали, само около 30 от тях се срещат в земната кора. Тези 30 минерала съставляват повечето скали в земната кора. Поради тази причина те се наричат скалообразуващи минерали.

• Силикатите са най-често срещаната група. Всички минерали от тази група съдържат кислород и силиций - двата най-разпространени елемента в земната кора - съединени помежду си. Силикатите могат да включват и други елементи като алуминий, магнезий, желязо и калций. Кварцът, фелдшпатът и слюдата са често срещани силикати.
• Карбонатите са втората най-разпространена група скалообразуващи минерали е на карбонатите. Всички минерали от тази група съдържат съединени въглерод и кислород. Калцитът, който е често срещан в морските черупки, е карбонатен минерал.
• Оксидите включват минералите, от които се рафинират повечето метали, като калай и мед. Оксидът се състои от елемент, обикновено метал, свързан с кислород. Тази група включва хематит, източник на желязо.

• Сулфатите съдържат сулфатната група SO₄ . Сулфатите обикновено се образуват в евапорити, където силно солените води се изпаряват бавно, позволявайки на сулфатите и халогенидите да се утаяват там, където водата се изпарява. Сулфати се появяват и там, където горещи води се промъкват през скалата, както е при гейзерите.

Съществуват много други групи минерали.

Бразилианит

Някои употреби на минерали

Хората използват минерали за много ежедневни цели. Всеки път, когато хората включват микровълнова печка или телевизор, се използват минерали. Медта в жиците, които пренасят електричество до машината, е направена от минерал. Трапезната сол или халитът е друг минерал, който хората използват в ежедневието си.

• Графитът се използва за производство на моливи
• Каменната сол се използва при готвене
• Минералните руди са източник на метали.

Свързани страници

• Списък на минералите