Минерал
Зміст
Словник Грінченка
Минерал, -лу, м. Минералъ.
Сучасні словники
Словник української мови Академічний тлумачний словник (1970—1980)
МІНЕРА́Л, у, чол. Природна неорганічна речовина, що входить до складу земної кори і в складовою частиною гірських порід і руд. Гірські породи подібно до будь-якої великої чи малої будови складені з цеглинок, також великих або малих, які називаються мінералами (Наука і життя, 10, 1958, 24); Камінь складався з шматків мінералів і грав на сонці багатьма відблисками (Любомир Дмитерко, Наречена, 1959, 6).
[1]
(через нім. Mineral від пізньолат. minerale — «руда, рудна жила», «копальня») — природна тверда речовина (хімічна сполука кристалічної будови), що утворилась внаслідок прояву геологічних процесів в земній корі чи інших космічних тілах[1][2].
З 1958 факт відкриття нового мінералу та його назву затверджує Комісія з питань нових мінералів і їхніх назв Міжнародної мінералогічної асоціації (ІМА). На початок 2018 затверджено понад 5300 мінералів[3], щороку додається кілька десятків нових, однак лише 100–150 поширені.
Вивчає мінерали, їх походження та видове розмаїття наука мінералогія. Класифікація мінералів Класифікація мінералів — розподіл мінералів на систематичні одиниці на основі їх спільних ознак (зовнішніх, геологічних, хімічних, кристалографічних, геохімічних і кристалохімічних). В залежності від того, яким ознакам надається перевага, класифікації мінералів поділяються на:
- хімічні,
- геохімічні,
- геологічні,
- кристалографічні,
- кристалохімічні,
за зовнішніми ознаками. Найсучаснішою є кристалохімічна класифікація, в основу якої покладено взаємозв'язок між хімічним складом і будовою мінералів, а також їх властивостями і морфологічними особливостями. За цими ознаками всі мінерали поділяють на типи, класи, підкласи, відділи і групи.
Структура мінералів
Внутрішня будова мінералів визначається розміщенням і взаємозв’язком структурних одиниць (атомі, йонів, молекул). Тип мінералу визначається структурним співвідношенням в мінералі між аніоном (Х) і катіоном (А). Виділяють типи АХ1, АХ2, А2Х3, АХ3, А2Х і т.д.
В мінералах виділяють такі типи хімічного зв'язку : водневий зв’язок, йонний зв’язок (полярний, гетерополярний, гетероатомний, електровалентний), ковалентний зв’язок (гомеополярний, гомоатомний, атомний), металічний (обумовлений переміщенням валентних електронів металу по всьому простору кристалічної ґратки, яка утворена позитивно зарядженими йонами), молекулярний (Ван-дер-Ваальсівський або залишковий – обумовлений дисперсійним, індукційним та орієнтаційним ефектами взаємодії молекул), донорно-акцепторний або координаційний зв’язок, змішаний (включає різні типи хімічного зв’язку, характерний для мінералів з комплексними аніонами) і проміжний зв’язки (найпоширеніший – проміжний між йонним і ковалентним).
Нині мінералогія досягла такого консолідованого стану розвитку, що чітко окреслилося коло її об'єктів дослідження, якими стали мінерали-кристали будь-якої форми. Отже, основна сутність мінералу — кристалічний стан, обумовлений закономірним розташуванням будівельних частинок (атомів, йонів, молекул) у просторі й підпорядкований законам симетрії. Відтак, некристалічні (тверді) природні утворення (речовини з аморфним, метаміктним, інколи колоїдним станом) не є мінералами. Їх рекомендовано віднести до іншої множини сполук — мінералоїдів. Однак останні є повнокровними об'єктами мінералогії або суміжних наук, оскільки генетично й парагенетично пов'язані з мінералами.
Нетрадиційними об'єктами дослідження в мінералогії є хімічні сполуки кристалічної структури, які штучно отримує (синтезує) людина; сполуки, що виникають внаслідок перетворення, часто довільного, техногенних продуктів — териконів шахт, відходів підприємств, атомних електростанцій тощо, а також каміння, що утворюється в організмі людей, тварин, рослин. Всі ці сполуки є назагал другорядними об'єктами мінералогії й їх доцільно відповідно називати так: штучні мінерали, техногенні мінерали, біомінерали.
Мінерали існують в природі поодиноко у вигляді мінеральних індивидів (кристалів-багатогранників або кристалів-зерен) або, що буває значно частіше, утворюють між собою зростки агрегати (мономінеральні або полімінеральні). Останні переважають. Зростки бувають закономірні та випадкові. Мінеральні індивіди складають всі камені (гірські породи, руди), тобто складають весь мінеральний світ подібно індивідам-організмам, які складають світ тварин і рослин. У природі існує величезна кількість мінеральних індивідів, які своїм існуванням фіксують дискретність мінерального світу, є одиничними об'єктами мінералогії та являють собою конкретну форму існування мінеральних видів.
Фізичні властивості Див. Фізичні властивості мінералів
Характерні властивості мінералів, обумовлені їх складом і будовою. Фізичні властивості. визначаються конституцією мінералів, головним чином особливостями їх симетрії та анізотропії. Математичний аналіз фізики мінералів базується на тензорному численні і теорії груп.
Відбивна здатність — здатність мінералів відбивати частину світла, що падає на них. Є оптичною константою мінералів, яка використовується в мінералогії як діагностична ознака. Числове значення цієї константи (у %) визначається формулою:
R = Ii/Iy
де Ii — інтенсивність падаючого на поверхню мінералу світла, Iy — інтенсивність відбитого світла, R — показник відбиття.
Найбільша відбивна здатність (95%) спостерігається у самородного срібла.
Хімічні властивості Основними хімічними властивостями мінералів є їх розчинність у воді та взаємодія з кислотами (найчастіше з хлоридною HCl). Біогенні мінерали
Кальцит Біогенні мінерали за походженням розподіляються на 3 типи кристалічних хімічних сполук[1]:
утворені в результаті участі живих організмів в геохімічних процесах (придонні накопичення продуктів метаболізму мікроорганізмів в мулах, утворення хімічно чистої сірки в глинах та вапняках над родовищами нафти під час бактеріальної переробки дифундуючих сірководня та оксидів сірки). утворені в результаті геохімічних процесів за участю виведених продуктів метаболізму живих організмів (накопичення фосфоритів (головний мінерал апатит Ca5(PO4)3(OH)) у карстових печерах[en] на екскрементах кажанів або на океанічних островах на екскрементах морських птахів за участі кальцію з вапняків). кристалічні речовини твердих тканин живих організмів (кальцит у покладах крейдового періоду походить з мушель амонітів, кістяків коралів тощо).
Апатит У складі живих організмів існують органо-мінеральні агрегати, побудовані у комплексі орієнтованих кристалів та білкових наповнювачів.[8] Наприклад, головним мінералом твердих тканин людини є апатит, а кожне волокно його кісткової тканини складається з ланцюжка дрібних подовжених (до 100 нм) призматичних кристалів цього мінералу, оточених білком конхіаліном. У тканинах немовляти частина фосфатів аморфна, частина кристалізована, а білкова частка кісток становить понад 30%, тому й кістки у молодому віці досить м'які та гнучкі. З віком кристалізація фосфатної частини збільшується й кістки стають крихкими. З кристалів апатиту в білковій речовині утворені емаль й дентин зубів. Апатит в організмі має певні кристалохімічні особливості — він збагачений вуглекислотою та водою, має менший відсотковий вміст фосфорного ангідриду.[1]
Антропогенні мінерали Антропогенні мінерали утворюються під час хімічних реакцій у шлаках шахтних териконів, шламових хвостах гірничо-збагачувальних комбінатів.[1] Агентом виступає вода. Такі мінерали увійшли до мінералогічних довідників як самостійні одиниці. Від 1995 року Комісія з нових мінералів та назв мінералів (англ. Commission on New Minerals and Mineral Names (CNMMN)) Міжнародної мінералогічної асоціації не приймає заявок на утвердження нових антропогенних мінералів.
Ілюстрації
.jpg)
|
