Mineral

Eigenschaften von Mineralien

Ein Mineral ist eine Substanz, die normalerweise

• ist ein anorganischer Feststoff. (elementares Quecksilber ist eine Ausnahme)^p184
• hat eine bestimmte chemische Zusammensetzung
• hat normalerweise eine Kristallstruktur; einige haben keine
• wird natürlich durch geologische Prozesse gebildet

Eine neuere Definition lautet:

"Ein Mineral ist eine homogene (d.h. aus Teilen oder Elementen, die alle von derselben Art sind, zusammengesetzte) natürlich vorkommende Substanz mit einer bestimmten, aber nicht unbedingt festgelegten chemischen Zusammensetzung. Die meisten Minerale sind Feststoffe mit einer geordneten atomaren Anordnung, und die meisten sind anorganisch im chemischen Sinne dieses Wortes".

Alternativ dazu wird ein Mineral von der International Mineralogical Association als solches aufgeführt.

Mineralien und Gesteine

Mineralien sind anders als Gesteine. Ein Mineral ist eine chemische Verbindung mit einer gegebenen Zusammensetzung und einer definierten Kristallstruktur. Ein Gestein ist eine Mischung aus einem oder mehreren Mineralien in unterschiedlichen Anteilen.

Ein Gestein hat nur zwei der Eigenschaften, die Mineralien haben - es ist ein Festkörper und es bildet sich natürlich. Ein Gestein enthält normalerweise zwei oder mehr Arten von Mineralien. Zwei Proben der gleichen Gesteinsart können verschiedene Arten von Mineralien enthalten. Mineralien bestehen immer aus den gleichen Materialien in fast den gleichen Anteilen. Ein Rubin ist ein Mineral. Daher hat ein in Indien gefundener Rubin einen ähnlichen Aufbau wie ein in Australien gefundener Rubin.

Geformt in der Natur

Mineralien werden durch natürliche Prozesse gebildet. Einige wenige Substanzen mit der gleichen chemischen Zusammensetzung wie Mineralien können von Lebewesen als Teil ihrer Schalen oder Knochen produziert werden. Die Schalen von Mollusken bestehen entweder aus Kalzit oder Aragonit oder aus beiden.

Traditionell gelten Chemikalien, die von Lebewesen produziert werden, nicht als Mineralien. Es ist jedoch schwer einzusehen, warum eine organische Substanz nicht als Mineral bezeichnet werden sollte, wenn ihre chemische Natur und ihre kristalline Struktur mit ihrem anorganischen Zwilling identisch ist. Diese Frage wird jetzt diskutiert: siehe Railsback Teil II.

Mineralien bilden sich auf viele Arten. Das Mineral Halit, das als Tafelsalz verwendet wird, entsteht, wenn Wasser in einem heißen, flachen Teil des Ozeans verdampft und das darin enthaltene Salz zurücklässt. Viele Arten von Mineralien entstehen, wenn geschmolzenes Gestein oder Magma abkühlt und sich in einen Feststoff verwandelt. Talk, ein Mineral, das zur Herstellung von Babypuder verwendet werden kann, bildet sich tief in der Erde, da hoher Druck und hohe Temperatur Veränderungen im festen Gestein verursachen.

Das Außergewöhnliche ist, dass die meisten Minerale ihre Entstehung dem Leben oder zumindest dem Großen Oxygenierungsereignis verdanken. "Stabile Mineralien statt zerbrechlicher organischer Überreste können die robustesten und dauerhaftesten Zeichen der Biologie liefern".

Solide

Ein Mineral ist ein Festkörper, d.h. es hat ein bestimmtes Volumen und eine grobe Form. Das Volumen bezieht sich auf den Raum, den ein Objekt einnimmt. Beispielsweise hat ein Golfball ein kleineres Volumen als ein Baseball, und ein Baseball hat ein kleineres Volumen als ein Basketball.

Eine Substanz, die eine Flüssigkeit oder ein Gas ist, ist kein Mineral. In einigen Fällen ist ihre feste Form jedoch ein Mineral. So ist beispielsweise flüssiges Wasser kein Mineral, Eis jedoch schon.

Labradorit-Feldspat mit typischer Labradoreszenz


Esquel-Scheibe. Es handelt sich um einen Stein-Eisen-Meteoriten, Typ Pallasit


Korund

Physikalische Eigenschaften

Diese Eigenschaften werden am häufigsten verwendet:

• Kristallstruktur: siehe unten
• Härte: auf der Mohs-Skala, einer Zehn-Punkte-Skala, die vom weichsten, Talkum, bis zum härtesten, Diamant, reicht.
• Glanz: Erscheinung im Licht
• Farbe
• Streifen: Farbe eines Minerals, wenn es zu einem feinen Pulver gemahlen wurde. Wird oft durch Reiben der Probe auf einer unglasierten Platte geprüft.
• Spaltung: Wie sich Mineral entlang verschiedener Ebenen spaltet
• Bruch: wie er gegen seine natürlichen Spaltungsebenen bricht
• Spezifisches Gewicht: Dichte im Vergleich zu Wasser
• Alle anderen Eigenschaften

Kristallstruktur

Die Eispartikel, aus denen der Frost besteht, haben glatte, ebene Oberflächen. Diese flachen Oberflächen entstehen durch die Anordnung der Atome im Eis, das ein Mineral ist. Eine solche innere Anordnung ist ein Merkmal von Mineralien. Es ist die Struktur eines Kristalls, eines Festkörpers, in dem die Atome in einem geordneten, sich wiederholenden dreidimensionalen Muster angeordnet sind.

Jedes Mineral hat seine eigene Art der Kristallstruktur. In einigen Fällen haben zwei Minerale die gleiche chemische Zusammensetzung, aber unterschiedliche Kristallstrukturen. Zum Beispiel bestehen sowohl Diamant als auch Graphit aus nur einem Element - Kohlenstoff. Die Anordnung der Kohlenstoffatome in diesen beiden Mineralien ist jedoch nicht gleich, so dass sie unterschiedliche Kristallstrukturen und sehr unterschiedliche Eigenschaften haben. Diamanten sind extrem hart und haben ein brillantes Funkeln. Graphit ist weich, grau und stumpf.

In der Natur ist ein perfekter Kristall selten. Die meisten Kristalle haben unvollkommene Formen, weil ihr Wachstum durch andere Kristalle, die sich neben ihnen gebildet haben, begrenzt wurde.

Chemische Eigenschaften

Bestimmter chemischer Aufbau

Jedes Mineral hat eine bestimmte chemische Zusammensetzung: Es besteht aus einer spezifischen Kombination von Atomen bestimmter Elemente. Ein Element ist eine Substanz, die nur eine Art von Atom enthält.

Wissenschaftler können Mineralien auf der Grundlage ihrer chemischen Zusammensetzung in Gruppen einteilen. Obwohl es Tausende von verschiedenen Mineralien gibt, sind nur etwa 30 in der Erdkruste verbreitet. Diese 30 Mineralien machen die meisten Gesteine in der Erdkruste aus. Aus diesem Grund werden sie als gesteinsbildende Minerale bezeichnet.

• Silikate sind die häufigste Gruppe. Alle Mineralien dieser Gruppe enthalten Sauerstoff und Silicium, die beiden häufigsten Elemente in der Erdkruste, die miteinander verbunden sind. Silikate können andere Elemente wie Aluminium, Magnesium, Eisen und Kalzium enthalten. Quarz, Feldspat und Glimmer sind häufige Silikate.
• Karbonate sind die zweithäufigste Gruppe von gesteinsbildenden Mineralien, die Karbonate. Alle Mineralien dieser Gruppe enthalten Kohlenstoff und Sauerstoff, die miteinander verbunden sind. Calcit, das häufig in Muscheln vorkommt, ist ein Karbonatmineral.
• Zu den Oxiden gehören die Mineralien, aus denen die meisten Metalle, wie Zinn und Kupfer, raffiniert werden. Ein Oxid besteht aus einem Element, normalerweise einem Metall, das mit Sauerstoff verbunden ist. Zu dieser Gruppe gehört Hämatit, eine Quelle von Eisen.

• Sulfate enthalten die Sulfatgruppe SO4. Sulfate bilden sich häufig in Evaporiten, wo stark salzhaltige Wässer langsam verdunsten, so dass Sulfate und Halogenide dort ausfallen können, wo das Wasser verdunstet. Sulfate treten auch dort auf, wo heißes Wasser durch das Gestein gepresst wird, wie bei Geysiren.

Es gibt viele andere Mineralgruppen.

Brasilianerin

Einige Verwendungen von Mineralien

Menschen verwenden Mineralien für viele alltägliche Zwecke. Jedes Mal, wenn Menschen einen Mikrowellenherd oder einen Fernseher einschalten, werden Mineralien verbraucht. Das Kupfer in den Drähten, die den Strom zur Maschine leiten, besteht aus einem Mineral. Speisesalz oder Halit ist ein weiteres Mineral, das die Menschen in ihrem täglichen Leben verwenden.

• Graphit wird zur Herstellung von Bleistiften verwendet
• Steinsalz wird zum Kochen verwendet
• Mineralische Erze sind die Quelle von Metallen.

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