Mineraal

Mineraalide omadused

Mineraal on aine, mis tavaliselt

• on anorgaaniline tahke aine (erandiks on elementaarne elavhõbe).^p184
• omab kindlat keemilist koostist
• tavaliselt on kristallstruktuur; mõnel ei ole
• moodustub looduslikult geoloogiliste protsesside käigus

Üks hiljutine määratlus on:

"Mineraal on homogeenne (mis tähendab, et see koosneb ühesugustest osadest või elementidest) looduslikult esinev aine, millel on kindel, kuid mitte tingimata fikseeritud keemiline koostis. Enamik mineraale on korrapärase aatomi paigutusega tahked ained ja enamik neist on selle sõna keemilises tähenduses anorgaanilised".

Teise võimalusena on mineraal selline, mille Rahvusvaheline Mineraloogiline Assotsiatsioon on sellisena loetellu kandnud.

Mineraalid ja kivimid

Mineraalid erinevad kivimitest. Mineraal on keemiline ühend, millel on kindel koostis ja kindel kristallstruktuur. Kivim on ühe või mitme mineraali segu, mis koosneb erinevatest proportsioonidest.

Kivimil on ainult kaks omadust, mis on mineraalidel - see on tahke aine ja see moodustub looduslikult. Kivim sisaldab tavaliselt kahte või enamat liiki mineraale. Sama kivimitüübi kahes proovis võib olla eri liiki mineraale. Mineraalid koosnevad alati samadest materjalidest peaaegu ühesuguses vahekorras. Rubiin on mineraal. Seega on Indiast leitud rubiin sarnase koostisega kui Austraaliast leitud rubiin.

Looduses moodustatud

Mineraalid moodustuvad looduslike protsesside käigus. Mõned ained, millel on sama keemiline koostis kui mineraalidel, võivad elusolendid toota oma kestade või luude osana. Molluskite kestad koosnevad kas kaltsiidist või aragoniidist või mõlemast.

Traditsiooniliselt ei peeta elusolendite poolt toodetud kemikaale mineraalideks. Siiski on raske mõista, miks orgaanilist ainet ei tohiks nimetada mineraaliks, kui selle keemiline olemus ja kristalliline struktuur on identne selle anorgaanilise kaksikuga. See küsimus on praegu arutluse all: vt Railsbacki II osa.

Mineraalid moodustuvad mitmel viisil. Mineraal haliit, mida kasutatakse söögisoolana, tekib, kui vesi aurustub kuumas, madalas ookeaniosas, jättes maha selles sisalduva soola. Paljud mineraalid tekivad, kui sulanud kivim ehk magma jahtub ja muutub tahkeks. Talk, mineraal, mida saab kasutada beebipulbri valmistamiseks, tekib sügaval Maa sees, kui kõrge rõhu ja temperatuuri tõttu muutub tahke kivim.

Erakordne on see, et enamik mineraale on oma tekkepõhjuseks elu või vähemalt Suure Hapnikusündmuse ajal. "Tugevad mineraalid, mitte haprad orgaanilised jäänused, võivad anda kõige tugevamaid ja püsivamaid märke bioloogiast".

Soliidne

Mineraal on tahke aine - see tähendab, et tal on kindel ruumala ja ligikaudne kuju. Ruumala viitab objekti poolt hõivatud ruumi hulgale. Näiteks on golfipallil väiksem ruumala kui pesapallil ja pesapallil on väiksem ruumala kui korvpallil.

Aine, mis on vedelik või gaas, ei ole mineraal. Mõnel juhul on aga selle tahke vorm mineraal. Näiteks vedel vesi ei ole mineraal, kuid jää on.

Labradoriitmaardla, millel on tüüpiline labradoresksentsus


Esquel viil. Tegemist on kivirauast meteoriidiga, tüüp pallasit.


Korund

Füüsikalised omadused

Neid omadusi kasutatakse kõige sagedamini:

• Kristallstruktuur: vt allpool
• Kõvadus: Mohsi skaalal, kümnepallisel skaalal, mis ulatub kõige pehmemast, talkist, kõige kõvemini, teemantini.
• Lustre: välimus valguses
• Värv
• Triip: mineraali värvus, kui see on peeneks pulbriks jahvatatud. Katsetatakse sageli proovi hõõrudes klaasimata plaadil.
• Lõhestumine: kuidas mineraal lõheneb piki erinevaid tasandeid
• Murdumine: kuidas see murdub vastu oma loomulikku lõhestumistasandit.
• Spetsiifiline tihedus: tihedus võrreldes veega
• Muud omadused

Kristallstruktuur

Jääosakesed, mis moodustavad härmatise, on sileda ja tasase pinnaga. Need lamedad pinnad tekivad tänu aatomite paigutusele jääs, mis on mineraal. Selline sisemine paigutus on mineraalidele iseloomulik. See on kristalli struktuur, tahke aine, milles aatomid on paigutatud korrapäraselt korduvasse kolmemõõtmelisse mustrisse.

Igal mineraalil on oma tüüpi kristallstruktuur. Mõnel juhul on kahel mineraalil sama keemiline koostis, kuid erinev kristallstruktuur. Näiteks nii teemant kui ka grafiit koosnevad ainult ühest elemendist - süsinikust. Kuid süsiniku aatomite paigutus nendes kahes mineraalis ei ole sama, mistõttu on neil erinev kristallstruktuur ja väga erinevad omadused. Teemandid on äärmiselt kõvad ja säravad. Grafiit on pehme, hall ja tuhm.

Looduses on täiuslik kristall haruldane. Enamik kristalle on ebatäiusliku kujuga, sest nende kasvu piirasid teised kristallid, mis moodustusid nende kõrval.

Keemilised omadused

Kindel keemiline koostis

Igal mineraalil on kindel keemiline koostis: see koosneb teatavate elementide aatomite konkreetsest kombinatsioonist. Element on aine, mis sisaldab ainult ühte tüüpi aatomit.

Teadlased saavad mineraale nende keemilise koostise alusel rühmadesse liigitada. Kuigi erinevaid mineraale on tuhandeid, on maakoores levinud vaid umbes 30. Need 30 mineraali moodustavad enamiku maakoores leiduvatest kivimitest. Seetõttu nimetatakse neid kivimit moodustavateks mineraalideks.

• Silikaadid on kõige levinum rühm. Kõik selle rühma mineraalid sisaldavad hapnikku ja räni - kahte kõige levinumat elementi maakoores - üheskoos. Silikaadid võivad sisaldada ka muid elemente, nagu alumiinium, magneesium, raud ja kaltsium. Kvarts, maasik ja vilgukivi on tavalised silikaadid.
• Karbonaadid on teine kõige levinum kivimit moodustavate mineraalide rühm on karbonaadid. Kõik selle rühma mineraalid sisaldavad omavahel ühendatud süsinikku ja hapnikku. Kaltsiit, mis on levinud merekarpides, on karbonaatmineraal.
• Oksiidide hulka kuuluvad mineraalid, millest rafineeritakse enamik metalle, näiteks tina ja vask. Oksiid koosneb elemendi, tavaliselt metallist, mis on ühendatud hapnikuga. Sellesse rühma kuulub ka hepatiit, mis on raua allikas.

• Sulfaadid sisaldavad sulfaatrühma SO₄ . Sulfaadid tekivad tavaliselt evaporiitides, kus väga soolane vesi aurustub aeglaselt, võimaldades sulfaatidel ja halogeniididel sadestuda seal, kus vesi aurustub. Sulfaadid tekivad ka seal, kus kuum vesi surutakse läbi kivimi, nagu geisrite puhul.

On palju muid mineraalide rühmi.

Brasiiliaaniit

Mõned mineraalide kasutusviisid

Inimesed kasutavad mineraale paljudel igapäevastel eesmärkidel. Iga kord, kui inimesed lülitavad sisse mikrolaineahju või televiisori, kasutatakse mineraale. Vask juhtmetes, mis kannavad elektrit masinasse, on valmistatud mineraalist. Lauasool ehk haliit on teine mineraal, mida inimesed kasutavad oma igapäevaelus.

• Grafiiti kasutatakse pliiatsite valmistamiseks
• Kivisoola kasutatakse toiduvalmistamisel
• Mineraalmaagid on metallide allikas.

Seotud leheküljed

• Mineraalide loetelu