Mineraler — definition, egenskaber og almindelige typer

Et mineral er et stof, der normalt

• er et uorganisk fast stof (elementært kviksølv er en undtagelse).^p184
• Har en bestemt kemisk sammensætning
• har normalt en krystalstruktur; nogle har ikke en sådan
• er dannet naturligt ved geologiske processer

En nyere definition er:

"Et mineral er et homogent (dvs. sammensat af dele eller elementer, der alle er af samme art) naturligt forekommende stof med en bestemt, men ikke nødvendigvis fast kemisk sammensætning. De fleste mineraler er faste stoffer med et ordnet atomar arrangement, og de fleste er uorganiske i den kemiske betydning af dette ord".

Alternativt er et mineral et mineral, der er opført som sådan af International Mineralogical Association.

Mineraler og bjergarter

Mineraler adskiller sig fra bjergarter. Et mineral er en kemisk forbindelse med en bestemt sammensætning og en defineret krystalstruktur. En bjergart er en blanding af et eller flere mineraler i varierende forhold.

En sten har kun to af de egenskaber, som mineraler har - det er et fast stof, og det dannes naturligt. En sten indeholder normalt to eller flere typer mineraler. To prøver af den samme type sten kan indeholde forskellige slags mineraler. Mineraler består altid af de samme materialer i næsten de samme forhold. En rubin er et mineral. Derfor har en rubin fundet i Indien den samme sammensætning som en rubin fundet i Australien.

dannet i naturen

Mineraler dannes ved naturlige processer. Nogle få stoffer med samme kemiske sammensætning som mineraler kan produceres af levende væsener som en del af deres skaller eller knogler. Bløddyrs skaller består af enten calcit eller aragonit eller begge dele.

Traditionelt betragtes kemikalier, der produceres af levende væsener, ikke som mineraler. Det er imidlertid vanskeligt at se, hvorfor et organisk stof ikke skulle kaldes et mineral, hvis dets kemiske natur og krystalstruktur er identisk med dets uorganiske tvilling. Dette spørgsmål er nu under debat: se Railsback del II.

Mineraler dannes på mange måder. Mineralet halit, som bruges som bordsalt, dannes, når vand fordamper i en varm, lavvandet del af havet og efterlader det salt, det indeholdt. Mange typer mineraler dannes, når smeltet sten, eller magma, afkøles og bliver til et fast stof. Talk, et mineral, der kan bruges til at fremstille babypudder, dannes dybt nede i jorden, når højt tryk og temperatur forårsager ændringer i fast bjergart.

Det usædvanlige er, at de fleste mineraler skyldes deres dannelse til livet, eller i det mindste til den store iltningsevent. "Robuste mineraler frem for skrøbelige organiske rester kan være de mest robuste og varige tegn på biologi".

Solid

Et mineral er et fast stof - det vil sige, at det har et bestemt volumen og en grov form. Volumen henviser til den mængde plads, som en genstand fylder. F.eks. har en golfbold et mindre volumen end en baseball, og en baseball har et mindre volumen end en basketball.

Et stof, der er en væske eller en gas, er ikke et mineral. I nogle tilfælde er dets faste form dog et mineral. F.eks. er flydende vand ikke et mineral, men is er det.

Disse egenskaber anvendes oftest:

• Krystalstruktur: se nedenfor
• Hårdhed: på Mohs-skalaen, en ti-punktsskala, der går fra den blødeste, talkum, til den hårdeste, diamant.
• Lustre: udseende i lys
• Farve
• Stribe: Farve på et mineral, når det er blevet formalet til et fint pulver. Prøves ofte ved at gnide prøven på en uglaseret plade.
• Spaltning: hvordan mineralet deler sig langs forskellige planer
• Brud: hvordan det knækker mod sine naturlige spalteplaner
• Specifik vægtfylde: densitet sammenlignet med vand
• Alle andre egenskaber

Krystalstruktur

De ispartikler, der udgør frost, har glatte, flade overflader. Disse flade overflader dannes på grund af atomernes placering i isen, som er et mineral. En sådan intern anordning er et kendetegn for mineraler. Det er strukturen i et krystal, et fast stof, hvor atomerne er anbragt i et ordnet, gentagende tredimensionelt mønster.

Hvert mineral har sin egen type krystalstruktur. I nogle tilfælde har to mineraler den samme kemiske sammensætning, men forskellige krystalstrukturer. F.eks. består både diamant og grafit kun af ét grundstof - kulstof. Men kulstofatomernes placering i disse to mineraler er ikke den samme, så de har forskellige krystalstrukturer og meget forskellige egenskaber. Diamanter er ekstremt hårde og har en strålende gnist. Grafit er blødt, gråt og mat.

I naturen er det sjældent, at der findes perfekte krystaller. De fleste krystaller har ufuldkomne former, fordi deres vækst blev begrænset af andre krystaller, der dannes ved siden af dem.

Bestemt kemisk sammensætning

Hvert mineral har en bestemt kemisk sammensætning: det består af en specifik kombination af atomer af bestemte grundstoffer. Et grundstof er et stof, der kun indeholder én type atom.

Forskere kan klassificere mineraler i grupper på grundlag af deres kemiske sammensætning. Selv om der findes tusindvis af forskellige mineraler, er kun omkring 30 almindelige i jordskorpen. Disse 30 mineraler udgør de fleste af jordskorpens bjergarter. Derfor kaldes de bjergartsdannende mineraler.

• Silikater er den mest almindelige gruppe. Alle mineralerne i denne gruppe indeholder ilt og silicium - de to mest almindelige grundstoffer i jordskorpen - sammenblandet. Silikater kan indeholde andre grundstoffer såsom aluminium, magnesium, jern og calcium. Kvarts, feldspat og glimmer er almindelige silikater.
• Karbonater er den næstmest almindelige gruppe af bjergartsdannende mineraler er karbonaterne. Alle mineraler i denne gruppe indeholder kulstof og ilt, der er forbundet med hinanden. Calcit, som er almindeligt forekommende i muslingeskaller, er et karbonatmineral.
• Oxider omfatter de mineraler, hvorfra de fleste metaller, såsom tin og kobber, raffineres. Et oxid består af et grundstof, som regel et metal, der er forbundet med ilt. Denne gruppe omfatter bl.a. hæmatit, en jernkilde.

• Sulfater indeholder sulfatgruppen SO₄ . Sulfater dannes almindeligvis i evaporitter, hvor meget salt vand langsomt fordamper, så sulfater og halogenider udfældes, hvor vandet fordamper. Sulfater opstår også, hvor varmt vand presses gennem klippen, som det er tilfældet med gejsere.

Der findes mange andre mineralgrupper.

Mennesker bruger mineraler til mange daglige formål. Hver gang folk tænder for en mikrobølgeovn eller et tv, bruges der mineraler. Kobberet i de ledninger, der fører elektricitet til maskinen, er fremstillet af et mineral. Bordsalt eller halit er et andet mineral, som folk bruger i deres hverdag.

• Grafit bruges til at fremstille blyanter
• Klippesalt anvendes i madlavning
• Mineralske malme er kilden til metaller.

• Liste over mineraler