Minerał:

• Najmniejsza jednostka z jakiej zbudowana jest skorupa ziemska

• Pierwiastek lub związek chemiczny

• Stały stan skupienia

• Powstały na skutek procesów geologicznych lub kosmologicznych

Substancje mineralne:

• Są pochodzenia naturalnego lecz nie występują w stałym stanie skupienia

• Np. ropa naftowa, gaz ziemny

Większość minerałów występuje w przyrodzie w postaci kryształu.

Kryształ:

• Ciało o prawidłowej budowie wewnętrznej

• Jego atomy lub jony są rozmieszczone prawidłowo, tworząc sieć przestrzenną

• Krystalizacja odbywa się najczęściej ze stopu (magmy)

Komórka elementarna – najmniejszy element sieci krystalicznej. Komórki te różnią się:

• Odległościami między węzłami sieci

• Kątami

• Elementami symetrii

W przyrodzie istnieje siedem typów sieci przestrzennej. Kryształy o jednakowym typie sieci przestrzennej nalezą do tego samego układu krystalograficznego. Układy:

• Trójskośny

• Jednoskośny

• Tetragonalny

• Regularny

• Heksagonalny

• Trygonalny

• Rombowy

W każdym układzie krystalograficznym jest nieskończenie wiele możliwości ułożenia kryształów lub minerałów, lecz tylko niektóre istnieją w przyrodzie.

Postacie kryształów w danym układzie krystalograficznym zależą od:

• Ułożenia w komórce elementarnej kationów i anionów

• Rozmiarów jonów

W skałach rozpoznano dotychczas 3500 minerałów, lecz tylko kilka występuje powszechnie jako minerały skałotwórcze. Są to głównie krzemiany.

Właściwości kryształów:

• Wynikają z prawidłowej budowy wewnętrznej kryształu. Są to:

  • Anizotropowość – niejednakowe własności fizyczne wektorowe w różnych punktach kryształu, np. rozszerzalność cieplna, twardość, łupliwość

  • Jednorodność fizyczna – jednakowe własności fizyczne skalarne w różnych punktach kryształu, np. ciężar właściwy, temp. topnienia.

  • Jednorodność chemiczna – jednakowy skład chemiczny w różnych punktach kryształu.

Kryształy rozpoznajemy na podstawie:

• Kształtu

• Twardości

• Barwy

• Rysy

• Połysku

• Właściwości chemicznych i fizycznych

Pokrój kryształów – ogólny kształt. Wyróżnia się pokrój:

• Izometryczny – gdy kryształ ma zbliżone wymiary w trzech kierunkach

• Tabliczkowy: cienko-, grubo-, listewkowy, płytkowy

• Słupowy: krótko-, długo-, pręcikowy, igiełkowy, włóknisty

Wykształcenie kryształów:

• Doskonale wykształcone – posiadają wszystkie ściany, krawędzie i naroża

• Bliźniaki – zrosty (prawidłowe w stosunku do kierunków krystalograficznych) dwóch lub więcej kryształów tej samej substancji

Twardość – to opór jaki stawia minerał swobodnie rysującemu go ostrzu. Twardość określa się porównując ją do twardości minerałów wzorcowych tworzących dziewięciostopniową skalę Mohsa.

Rysa (barwa) – to barwa sproszkowanego minerału. Proszek uzyskujemy rozcierając minerał ostrzem bądź zarysowując płytkę porcelanową:

• Minerały bezbarwne – rysa biała

• Minerały barwne – rysa kolorowa

• Minerały zabarwione – rysa biała

Połysk – to własność ścian minerału lub powierzchni pozostałych po jego rozbiciu:

• Szklisty

• Tłusty

• Perłowy

• Metaliczny

• Jedwabisty

Łupliwość – to zdolność minerału do pękania (pod wpływem uderzenia) na części ograniczone płaskimi powierzchniami:

• Doskonała

• Dokładna

• Wyraźna

• Niewyraźna

Minerały grupuje się według ich składu chemicznego:

1. Pierwiastki – 30 pierwiastków występuje w przyrodzie w stanie wolnym:

   1. Metale – np. złoto, miedź

   2. Niemetale – np. siarka, węgiel

2. Siarczki – związki metali z siarką, np.:

   1. Piryt i markasyt FeS₂

   2. Galena PbS

   3. Sfaleryt (Zn, Fe)S

3. Tlenki i wodorotlenki – są ważnymi związkami tworzącymi główne minerały skałotwórcze, np.:

   1. Tlenki krzemu

   2. Tlenki żelaza

   3. Wodorotlenki żelaza

4. Związki haloidowe – połączenia chloru, bromu, fluoru i jodu z innymi pierwiastkami, np.:

   1. Halit NaCl

   2. Sylwin KCl (sól potasowa)

5. Sole kwasów tlenowych, np.:

   1. Krzemiany, glinokrzemiany

   2. Węglany

   3. Siarczany

   4. Fosforany

Krzemiany i glinokrzemiany:

• Główne składniki skorupy ziemskiej

• Podstawowy element struktury to jon [SiO₄]^4- - czworościan (tetraedr) tlenowo-krzemowy

Krzemiany tworzą roztwory stałe (kryształy mieszane) – kryształy wykazujące zjawisko diadochii

Diadochia jonowa – zdolność wzajemnego zastępowania się różnych atomów, jonów lub cząsteczek w sieciach krystalicznych roztworów stałych. Warunkiem występowania diadochii są zbliżone rozmiary i zbliżone właściwości polaryzacyjne zastępujących się atomów, jonów, cząsteczek.

Krzemiany, glinokrzemiany:

• Wyspowe – niezachodni zastępowanie Si na Al, duża twardość, trudno topliwe, kwasoodporne, np. oliwin, cyrkon

• Grupowe

• Pierścieniowe

• Półpierścieniowe

• Glinokrzemiany łańcuchowe – może występować podstawianie Si na Al., pokrój słupkowy, łupliwość, np. augit

• Glinokrzemiany wstęgowe – pokrój słupkowy, włóknisty, w tetraedrze tlen może zostać zastąpiony przez [OH]-, Cl-, F-

• Glinokrzemiany warstwowe – budowa blaszkowa, np. talk, muskowit, biotyt

• Glinokrzemiany przestrzenne:

  • Skalenie potasowe: ortoklaz

  • Skalenie sodowe: albit

  • Skalenie wapniowe: anortyt