Minerale

Caratteristiche dei minerali

Un minerale è una sostanza che di solito

• è un solido inorganico. (il mercurio elementare è un'eccezione)^p184
• Ha una composizione chimica definita
• di solito ha una struttura cristallina; alcuni non ce l'hanno
• è formato naturalmente da processi geologici

Una definizione recente è:

"Un minerale è una sostanza omogenea (cioè composta da parti o elementi che sono tutti dello stesso tipo) presente in natura con una composizione chimica definita ma non necessariamente fissa. La maggior parte dei minerali sono solidi con una disposizione atomica ordinata, e la maggior parte sono inorganici nel senso chimico di quella parola".

In alternativa, un minerale è uno elencato come tale dall'Associazione Mineralogica Internazionale.

Minerali e rocce

I minerali sono diversi dalle rocce. Un minerale è un composto chimico con una data composizione e una struttura cristallina definita. Una roccia è una miscela di uno o più minerali, in proporzioni variabili.

Una roccia ha solo due delle caratteristiche dei minerali: è un solido e si forma naturalmente. Una roccia di solito contiene due o più tipi di minerali. Due campioni dello stesso tipo di roccia possono contenere diversi tipi di minerali. I minerali sono sempre costituiti dagli stessi materiali in proporzioni quasi uguali. Un rubino è un minerale. Pertanto, un rubino trovato in India ha una composizione simile a quella di un rubino trovato in Australia.

Formata in natura

I minerali sono formati da processi naturali. Alcune sostanze con la stessa composizione chimica dei minerali possono essere prodotte dagli esseri viventi come parte dei loro gusci o delle loro ossa. Le conchiglie dei molluschi sono composte da calcite o aragonite, o entrambe.

Tradizionalmente, le sostanze chimiche prodotte dagli esseri viventi non sono considerate minerali. Tuttavia, è difficile vedere perché una sostanza organica non dovrebbe essere chiamata minerale se la sua natura chimica e la sua struttura cristallina è identica alla sua gemella inorganica. Questa questione è ora in discussione: vedi Railsback parte II.

I minerali si formano in molti modi. Il minerale halite, usato come sale da tavola, si forma quando l'acqua evapora in una parte calda e poco profonda dell'oceano, lasciando dietro di sé il sale che conteneva. Molti tipi di minerali si formano quando la roccia fusa, o magma, si raffredda e si trasforma in un solido. Il talco, un minerale che può essere usato per fare il borotalco, si forma nelle profondità della Terra quando l'alta pressione e la temperatura causano cambiamenti nella roccia solida.

La cosa straordinaria è che la maggior parte dei minerali devono la loro formazione alla vita, o almeno al Grande Evento di Ossigenazione. "I minerali robusti piuttosto che i fragili resti organici possono fornire i segni più robusti e duraturi della biologia".

Solido

Un minerale è un solido, cioè ha un volume definito e una forma approssimativa. Il volume si riferisce alla quantità di spazio che un oggetto occupa. Per esempio, una palla da golf ha un volume minore di una palla da baseball, e una palla da baseball ha un volume minore di una palla da basket.

Una sostanza che è un liquido o un gas non è un minerale. Tuttavia, in alcuni casi la sua forma solida è un minerale. Per esempio, l'acqua liquida non è un minerale, ma il ghiaccio sì.

Feldspato di labradorite che mostra la tipica labradorescenza


Fetta di Esquel. Si tratta di un meteorite di pietra-ferro, tipo pallasite


Corindone

Proprietà fisiche

Queste proprietà sono usate più spesso:

• Struttura cristallina: vedi sotto
• Durezza: sulla scala Mohs, una scala di dieci punti che va dal più morbido, il talco, al più duro, il diamante.
• Lustro: aspetto alla luce
• Colore
• Striscia: colore di un minerale quando è stato ridotto in polvere fine. Spesso testato strofinando il campione su un piatto non smaltato.
• Cleavage: come il minerale si divide lungo vari piani
• Frattura: come si rompe contro i suoi piani di scissione naturali
• Peso specifico: densità rispetto all'acqua
• Qualsiasi altra proprietà

Struttura del cristallo

Le particelle di ghiaccio che compongono la brina hanno superfici lisce e piatte. Queste superfici piane si formano a causa della disposizione degli atomi nel ghiaccio, che è un minerale. Tale disposizione interna è una caratteristica dei minerali. È la struttura di un cristallo, un solido in cui gli atomi sono disposti in un modello tridimensionale ordinato e ripetuto.

Ogni minerale ha il suo tipo di struttura cristallina. In alcuni casi, due minerali hanno la stessa composizione chimica ma strutture cristalline diverse. Per esempio, sia il diamante che la grafite sono composti da un solo elemento: il carbonio. Ma la disposizione degli atomi di carbonio in questi due minerali non è la stessa, quindi hanno strutture cristalline diverse e proprietà molto diverse. I diamanti sono estremamente duri e brillano in modo brillante. La grafite è morbida, grigia e opaca.

In natura, un cristallo perfetto è raro. La maggior parte dei cristalli ha forme imperfette perché la loro crescita è stata limitata da altri cristalli che si sono formati accanto a loro.

Proprietà chimiche

Composizione chimica definita

Ogni minerale ha una composizione chimica definita: consiste in una combinazione specifica di atomi di certi elementi. Un elemento è una sostanza che contiene un solo tipo di atomo.

Gli scienziati possono classificare i minerali in gruppi sulla base della loro composizione chimica. Anche se ci sono migliaia di minerali diversi, solo circa 30 sono comuni nella crosta terrestre. Questi 30 minerali costituiscono la maggior parte delle rocce della crosta. Per questo motivo, sono chiamati minerali che formano le rocce.

• I silicati sono il gruppo più comune. Tutti i minerali di questo gruppo contengono ossigeno e silicio - i due elementi più comuni nella crosta terrestre - uniti insieme. I silicati possono includere altri elementi come alluminio, magnesio, ferro e calcio. Il quarzo, il feldspato e la mica sono silicati comuni.
• I carbonati sono il secondo gruppo più comune di minerali che formano le rocce. Tutti i minerali di questo gruppo contengono carbonio e ossigeno uniti insieme. La calcite, che è comune nelle conchiglie, è un minerale carbonato.
• Gli ossidi includono i minerali da cui la maggior parte dei metalli, come lo stagno e il rame, sono raffinati. Un ossido consiste in un elemento, di solito un metallo, unito all'ossigeno. Questo gruppo include l'ematite, una fonte di ferro.

• I solfati contengono il gruppo solfato SO4. I solfati si formano comunemente nelle evaporiti dove le acque altamente salate evaporano lentamente, permettendo ai solfati e agli alogenuri di precipitare dove l'acqua evapora. I solfati si formano anche dove le acque calde sono forzate attraverso la roccia, come nei geyser.

Ci sono molti altri gruppi di minerali.

Brazilianite

Alcuni usi dei minerali

La gente usa i minerali per molti scopi quotidiani. Ogni volta che si accende un forno a microonde o un televisore, si usano minerali. Il rame nei fili che portano l'elettricità alla macchina è fatto da un minerale. Il sale da tavola, o halite, è un altro minerale che le persone usano nella loro vita quotidiana.

• La grafite è usata per fare matite
• Il salgemma è usato in cucina
• I minerali sono la fonte dei metalli.

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