Back to the topics list

minerały

Ziemia składa się ze skał. Skały są skupiskami minerałów. Tak więc minerały są podstawowym budulcem Ziemi. Obecnie znanych jest ponad 4000 różnych minerałów, a dziesiątki nowych minerałów odkrywa się każdego roku. Używamy rzeczy zrobionych ze skał i minerałów każdego dnia. Bez nich nie byłoby samochodów, pociągów ani samolotów. Nie mógłbyś umyć zębów ani wyprać ubrań. Zegary, zegarki i biżuteria, puszki i folia aluminiowa to wszystko minerały. Więc czytaj dalej, aby dowiedzieć się więcej o minerałach!

Cele edukacyjne

• Co to jest minerał?
• Różnica między minerałem i skałą.
• Właściwości fizyczne minerałów.
• Rodzaje minerałów.
• Fakty o tym minerale.

Co to jest minerał?

Minerały to substancje stałe występujące naturalnie. Mogą być wykonane z jednego pierwiastka (jak złoto lub miedź) lub z kombinacji pierwiastków. Ziemia składa się z tysięcy różnych minerałów.

Aby substancja mogła zostać sklasyfikowana jako „minerał”, musi spełniać pięć wymagań:

1. Powinien występować naturalnie. Oznacza to, że powstaje w naturze sam z siebie, bez pomocy człowieka. Na przykład stal nie jest minerałem, lecz stopem produkowanym przez ludzi.
2. Powinien być nieorganiczny. Oznacza to, że substancja nie jest wytwarzana przez organizm. Na przykład drewno i perły są wytwarzane przez organizmy, a zatem nie są minerałami.
3. W standardowej temperaturze i ciśnieniu powinien być ciałem stałym, a nie cieczą lub gazem.
4. Powinien mieć określony skład chemiczny. Oznacza to, że za każdym razem, gdy widzimy minerał, ma on taki sam skład chemiczny, który można wyrazić wzorem chemicznym. Na przykład minerał halit, znany również jako sól kamienna, gdy jest wydobywany, ma skład chemiczny chlorku sodu. Składa się z atomów sodu i chloru.
5. Powinien mieć charakterystyczną strukturę krystaliczną lub uporządkowaną strukturę wewnętrzną. Oznacza to, że atomy w minerale są ułożone w systematyczny i powtarzający się wzór. Na przykład minerał halit składa się z równej liczby atomów sodu i chloru ułożonych w sześcienny wzór.

Kryształy mineralne halitu

Możemy więc powiedzieć, że minerał to naturalnie występujący nieorganiczny związek stały o określonym składzie chemicznym i uporządkowanym układzie atomów.

Badanie minerałów jest znane jako mineralogia. Naukowiec, który bada minerały, ich skład, zastosowania i właściwości, jest znany jako mineralog.

Jaka jest różnica między minerałem a skałą?

• Minerały mają określoną strukturę chemiczną, która jest taka sama w całym minerale. Ich wewnętrzna struktura i skład chemiczny nadają minerałom charakterystyczne właściwości fizyczne i chemiczne, które dostarczają wskazówek co do tożsamości minerałów.
• Z drugiej strony skały składają się z wielu różnych minerałów i nie są jednolite w całej swojej strukturze.

Właściwości fizyczne minerałów

Kolor, połysk, smugi, twardość, łupliwość, pęknięcie, ciężar właściwy i forma krystaliczna to najbardziej przydatne właściwości fizyczne służące do identyfikacji większości minerałów.

Połysk

Połysk opisuje wygląd minerału, gdy światło odbija się od jego powierzchni.

• Minerały o metalicznym połysku wyglądają jak metal, np. stal lub miedź. Są zarówno błyszczące, jak i nieprzezroczyste.
• Minerały o ziemistym połysku wyglądają jak ziemia lub brud. Podobnie jak minerały metaliczne, są one całkowicie nieprzezroczyste, ale matowe.
• Połysk szklisty jest podobny do połysku szkła, błyszczący, półprzezroczysty lub przezroczysty.
• Minerały o woskowym połysku wyglądają jak parafina, zazwyczaj są przezroczyste, ale matowe.
• Natomiast minerały o perłowym połysku przypominają wyglądem perłę lub wnętrze muszli abalone – są przezroczyste i błyszczące, ale lekko załamują światło, co powoduje efekt tęczy na powierzchni.

Kolor

Kolor jest jedną z najbardziej oczywistych właściwości minerału, ale często ma ograniczoną wartość diagnostyczną, zwłaszcza w przypadku minerałów, które nie są nieprzezroczyste. Podczas gdy wiele minerałów metalicznych i ziemistych ma charakterystyczne kolory, minerały półprzezroczyste lub przezroczyste mogą się znacznie różnić kolorem. Na przykład kwarc może zmieniać się od bezbarwnego do białego, żółtego, szarego, różowego, fioletowego i czarnego. Z drugiej strony kolory niektórych minerałów, takich jak biotyt (czarny) i oliwin (oliwkowozielony), mogą być charakterystyczne.

Pasemko

Smuga to kolor minerału w postaci proszku. Smuga pokazuje prawdziwy kolor minerału. W dużej stałej formie minerały śladowe mogą zmieniać swój wygląd koloru, odbijając światło w określony sposób. Minerały śladowe mają niewielki wpływ na odbicie małych proszkowych cząstek smugi. Smuga minerałów metalicznych ma tendencję do wydawania się ciemna, ponieważ małe cząsteczki smugi pochłaniają padające na nie światło. Cząstki niemetaliczne mają tendencję do odbijania większości światła, więc wydają się jaśniejsze lub prawie białe. Ponieważ smuga jest dokładniejszym odzwierciedleniem koloru minerału, smuga jest bardziej niezawodną właściwością minerałów niż kolor do identyfikacji.

Twardość

Twardość to odporność minerału na zarysowania lub ścieranie przez inne materiały. Twardość jest określana przez zarysowanie powierzchni próbki innym minerałem lub materiałem o znanej twardości. Standardowa skala twardości, zwana skalą twardości Mohsa , składa się z dziesięciu minerałów uporządkowanych w kolejności rosnącej twardości, przy czym diamentowi, najtwardszej znanej substancji, przypisano liczbę 10.

Skala twardości Mohsa

1. Talk

2. Gips

3. Kalcyt

4. Fluroit

5. Apatyt

6. Skaleń

7. Kwarc

8. Topaz

9. Korund

10. Diament

Rozszczepienie i pęknięcie

Rozszczepienie i pęknięcie – sposób, w jaki minerał pęka, jest określany przez układ jego atomów i siłę wiązań chemicznych, które je łączą. Ponieważ te właściwości są unikalne dla minerału, uważna obserwacja pękniętych powierzchni może pomóc w identyfikacji minerału. Minerał, który wykazuje rozszczepienie, stale pęka lub rozszczepia się wzdłuż równoległych płaskich powierzchni, zwanych płaszczyznami rozszczepienia. Minerał pęka, jeśli pęka wzdłuż losowych, nieregularnych powierzchni. Niektóre minerały pękają tylko przez pękanie, podczas gdy inne zarówno pękają, jak i rozszczepiają się.

Forma krystaliczna

Kryształ to stały, jednorodny, uporządkowany zbiór atomów. Może mieć niemal dowolną wielkość.

Środek ciężkości

Gęstość właściwa mierzy gęstość minerału. Mierzy się ją w porównaniu do wody, gdzie gęstość wody wynosi 1. Na przykład piryt ma gęstość właściwą 5, a kwarc 2,7. Gęstość właściwa substancji porównuje jej gęstość do gęstości wody. Substancje, które są gęstsze, mają wyższą gęstość właściwą.

Niektóre minerały mają niezwykłe właściwości, które można wykorzystać do identyfikacji. Przyjrzyjmy się kilku przykładom.

Fluorescencja - Minerał świeci w świetle ultrafioletowym. Na przykład fluoryt.

Magnetyzm - Minerał jest przyciągany przez magnes. Na przykład magnetyt.

Musowanie- Kiedy minerał jest wystawiony na działanie słabego kwasu, tworzą się bąbelki. Na przykład kalcyt.

Rodzaje minerałów

Istnieje wiele różnych rodzajów minerałów, ale często dzieli się je na dwie grupy: krzemiany i niekrzemiany.

• Krzemiany to minerały zawierające krzem i tlen. Ponad 90% skorupy ziemskiej składa się z krzemianów.
• Pozostałe minerały zaliczane są do grupy zwanej niekrzemianami.

Do ważnych minerałów niekrzemianowych zalicza się:

• Węglany – Węglany zawierają węglan (CO3) połączony z innym pierwiastkiem. Kalcyt to minerał zbudowany z węglanu i wapnia.
• Halogenki – Halogenki zawierają element halogenowy jako główny pierwiastek. Sól kuchenna (NaCl) to minerał halogenkowy wykonany z halogenowego chloru (Cl) i sodu (Na).
• Tlenki – Tlenki to minerały, których głównym elementem jest tlen. Chromit to minerał tlenkowy wykonany z żelaza, chromu i tlenu.
• Siarczki – Siarczki zawierają siarkę i jeden lub więcej metali lub półmetali. Piryt jest siarczkiem wykonanym z żelaza i siarki.

Pierwiastki rodzime, takie jak miedź, złoto, diament, grafit i siarka, można uznać za trzecią grupę minerałów.

Fakty o minerałach

• Naukowcy badający minerały nazywani są mineralogami.
• Około 99% minerałów w skorupie ziemskiej składa się z ośmiu pierwiastków, w tym tlenu, krzemu, glinu, żelaza, wapnia, sodu, potasu i magnezu.
• Do powszechnie występujących minerałów należą kwarc, skaleń, boksyt, kobalt, talk i piryt.

• Niektóre minerały mają smugi w innym kolorze, niż kolor ich ciała.
• Klejnot to kawałek rzadkiego minerału, takiego jak diament, szmaragd lub szafir, który jest szlifowany i polerowany w celu nadania mu połysku.

• Naszemu organizmowi potrzebne są określone minerały, abyśmy mogli być zdrowi i silni.