Sta su kristali

Minerali su prirodna jedinjenja nastala prirodnim (geološkim) procesima koja su karakterističnog hemijskog sastava, imaju strogo uređenu atomsku strukturu i različite fizičke karakteristike. Termin „mineral“ obuhvata ne samo hemijski sastav materijala, već i strukturu minerala (kristalna rešetka). Tako npr. Dva minerala mogu biti ista po hemijskom sastavu ali onda imaju različitu kristalnu rešetku. Minerali se po sastavu kreću od čistih elemenata (poput samorodnog zlata, samorodnog srebra...) i jednostavnih soli do veoma složenih silikata sa hiljadama poznatih oblika (organska jedinjenja se obično isključuju).

Trenutni broj poznatih minerala u prirodi je preko 4000. Od njih preko 120 su česti u prirodi. Minerali se nalaze u stenama u prirodi i izučavanje minerala je bitno za izučavanje stena jer se na osnovu njihovih karakteristika može zaključiti kakva je bila geneza stena, dakle, u kojim uslovima su nastale. Proučavanjem minerala se bavi mineralogija.

 

Da bi bila svrstana u minerale, supstanca mora biti čvrsta i mora imati kristalnu strukturu. Takođe, mora se javljati u prirodi, kao homogena supstanca i imati određeni hemijski sastav. Tradicionalne definicije ne uključuju organske materije. Ipak, Internacionalna Mineraloška Asocijacija 1995. godine usvojila je novu definiciju: Mineral je element ili hemijsko jedinjenje koje je obično kristalasto i koje je nastalo kao rezultat geoloških procesa.

Nove klasifikacije uključuju organsku klasu - nova Dana i Strunc klasifikaciona shema. Hemijski sastav može varirati kod konačnih članova mineralnog sistema. Na primer plagioklas feldspati sastoje se od duge serije natrijumom - bogatih albita (NaAlSi3O8) do kalcijumom - bogatih anortita (CaAl2Si2O8) i četiri prepoznatljiva hemijska sastava između. Mineralike supstance koje ne odgovaraju u potpunosti definiciji ponekad se nazivaju mineraloidima. Ostale supstance u prirodi nisu minerali.

 

Minerali mogu biti prostijeg ili složenijeg hemijskog sastava. Ako u hemijskom sastavu nekog minerala neki element ima učešće od preko 1% on se naziva makroelement minerala a ukoliko je njegovo učešće manje od 1% tada se naziva mikroelement ili element primese. Zbog veoma malog sadržaja u hemijskom sastavu količina mikroelemenata se izražava u posebnim jedinicama:

• 1 ppm = 10 - 6 grama
• 1 ppb = 10 - 9 grama

Hemijski sastav minerala je od velikog značaja pri sistematizaciji i klasifikaciji mineralnih vrsta (samorodni elementi, sulfidi, oksidi, karbonati, silikati i dr.).

 

Kristalna struktura predstavlja geometrijsku prostornu uređenost atoma u unutrašnjoj građi minerala. Postoji 14 osnovnih trodimenzionalnih kristalnih rešetki po kojima su atomi uređeni. Svaka od njih pripada nekom od šest kristalnih sistemi.

 

U osobine minerala spadaju parametri koji služe za opisivanje minerala i identifikaciju a to su: boja minerala, boja ogreba, sjajnost, cepljivost, prelom. Pored ovoga bitan parametar za identifikaciju minerala je tvrdina i magnetičnost minerala. Za identifikaciju minerala ispituje se habitus (oblik), kristalna sistema, test na ukus, miris, test hlorovodoničnom kiselinom.

Boja minerala može biti:

• idiohromatska
• alohromatska
• pseudohromatska

Idiohromatska boja je ona koja potiče od minerala, odnosno njegova sopstvena boja koja zavisi od hemijskog sastava i od strukture minerala. Alohromatska boja se javlja kao posledica uklapanja drugih mineralnih vrsta u procesu nastanka minerala. Pseudohromatska boja nastaje od promena po površini minerala koje su u vidu skrame. Boja minerala je jedan od parametara za identifikaciju minerala pri čemu jedan mineral može imati neku boju (npr. Sumpor je žute boje) ali ukoliko u sebi sadrži primesu (mikroelement - mala količina nekog elementa) zavisno od vrste primese boja može biti i značajno promenjena.

Boja ogreba je boja koju mineral prevlačenjem preko neglazirane keramičke pločice ostavlja kao trag. Ovo je jedan od postupaka pri identifikaciji minerala i postoje dve mogućnosti:

• Boja ogreba je boja minerala - npr. Minerali cinabarit, realgar
• Boja ogreba nije boja minerala - npr. Mineral pirit.

Boja ogreba pri identifikaciji minerala ponekad može biti ključna. Na primer, mineral hromit se razlikuje od stotinu drugih minerala crne boje po svom karakterističnom čokoladno braon ogrebu.

Sjajnost predstavlja način na koji površina minerala reaguje na svetlost. Ona zavisi od indeksa prelamanja svetlosti, na osnovu koga se razlikuju tri osnovne kategorije: nemetalična sjajnost (n < 2,5) , polumetalična sjajnost (2,5 < n < 3,5) i metalična sjajnost (n > 3,5).

• 0 = mat
• 1,3 - 1,9 = staklasta
• 1,9 - 2,5 = dijamantska
• 2,5 - 3,5 = polumetalična
• > 3,5 = metalična

Za sistematizaciju minerala od značaja je hemijski sastav minerala. Postoje:

• 1. Samorodni elementi: samorodni bakar (Cu) , samorodno srebro (Ag) , samorodno zlato (Au) , gvožđe (Fe) , samorodni sumpor (S) , grafit (C) , dijamant (C)
• 2. Sulfidi: pirit, halkopirit, pentlandit
• 3. Halidi
• 4. Oksidi i hidroksidi; nastaju vezivanjem kiseonika ili hidroksilnih (OH) grupa sa metalima ili nemetalima. Primeri: spinel, getit, hematit, magnetit, korund. U ovu grupu se svrstava i led.
• 5. Karbonati, nitrati, borati; ovde spadaju minerali koji po hemijskom sastavu sadrže ugljenu, azotnu i bornu kiselinu: aragonit, azurit, dolomit, kalcit, malahit
• 6. Sulfati, hromati, volframati, molibdati, vanadati: anhidrit, gips, apatit, karnotit, legrandit, vulfenit, volframit
• 7. Fosfati, arsenati:
• 8. Silikati: almandin, cirkon, andaluzit, topaz, beril, kordijerit, epidot, cojsit
• 9. Organski minerali

Do 2004. Prebrojano je preko 4. 000 (4. 001) vrsta minerala prepoznatih od strane IMA. Od njih 150 mogu se opisati kao "česti" ostalih 50 kao "manje česti", a ostali su "retki" ili "izuzetno retki". Ovde se nalazi spisak čestih minerala koji se javljaju u prirodi, za kompletnu listu (oko 4000) imena svih minerala pogledati: Spisak minerala (potpun) Izvor mindat. Org.