مواد معدنی چه مشخصه هایی دارند؟
تقریباً تمام غذاهای ما نمک دارد و نمک هم چیزی نیست جز یک ماده معدنی به نام هالیت یا کلرور سدیم. ما مواد معدنی را می پوشیم، با مواد معدنی و روی مواد معدنی زندگی می کنیم و زیبایی مواد معدنی را تحسین می کنیم.

ماده معدنی چیست؟

مواد معدنی در همه جا هستند. دانشمندان بیش از 4000 ماده معدنی را در پوسته زمین شناسایی کرده اند، اگر چه بخش عمده پوسته زمین از چند تای آنها تشکیل شده است.

⇐ یک ماده معدنی دارای ویژگی های زیر است:
⇐ باید جامد باشد.
⇐ باید بلوری باشد، به این معنی که یک آرایش و نظم تکراری از اتم ها داشته باشد.
⇐ باید به طور طبیعی به وجود آید.
⇐ باید غیر معدنی باشد.
⇐ باید یک ترکیب شیمیایی خاص داشته باشد.

مواد معدنی را می توان با خواص فیزیکی شان، مانند سختی، رنگ، جلوه (درخشندگی) و بو شناخت. رایج ترین روش آزمایشگاهی که برای شناسایی یک ماده معدنی مورد استفاده قرار می گیرد، پراش اشعه ایکس (XRD) است، پراش اشعه ایکس تکنیکی است که در آن نور اشعه ایکس بر روی یک نمونه تابانده می شود و مشاهده می شود که نور خروجی از نمونه چگونه خم می شود.

تعریف یک ماده معدنی محدودتر از آن چیزی است که ممکن است در ابتدا فکر کنید. به عنوان مثال، شیشه از شن و ماسه ساخته شده که غنی از ماده معدنی کوارتز است. اما شیشه یک ماده معدنی نیست، زیرا بلوری نیست. در عوض، شیشه تجمعی تصادفی از مولکول ها دارد.

یا فولاد با مخلوط کردن مواد معدنی فلزی مختلف مانند آهن، کبالت، کروم، وانادیوم و مولیبدن ساخته می شود اما فولاد یک ماده معدنی نیست، زیرا به وسیله انسان ساخته شده و بنابراین به شکل طبیعی به وجود نمی آید.

در مقابل تقریباً هر سنگی که انتخاب می کنید از مواد معدنی تشکیل شده است. در ادامه ویژگی های مواد معدنی را با جزئیات بیشتری بررسی می کنیم.

جامد بلوری

مواد معدنی جامدات «بلوری» هستند. یک بلور جامدی است که اتم هایش در یک الگوی تکرار شونده منظم قرار گرفته اند.

یون های سدیم با یون های کلرید به هم می پیوندند تا نمک طعام (هالیت) بسازند. همه دانه های نمک که در یک نمک پاش هستند این ساختار بلوری را دارند.

غیرآلی یا معدنی

مواد آلی ترکیبات بر پایه کربنی هستند که به وسیله موجودات زنده ساخته می شوند و شامل پروتئین، کربوهیدرات و روغن می شوند. مواد معدنی ساختاری دارند که مشخصه جرم های زنده نیست. زغال سنگ از بقایای گیاهان و جانوران ساخته شده است.

آیا ذغال سنگ ماده معدنی است؟ زغال سنگ به عنوان سنگ رسوبی طبقه بندی شده است اما ماده معدنی نیست.

ماده معدنی به طور طبیعی به وجود می آید

مواد معدنی به وسیله فرایندهای طبیعی ای ساخته می شوند که داخل زمین یا روی زمین رخ می دهند. الماس که در اعماق پوسته زمین ساخته می شود یک ماده معدنی است، اما الماسی که در آزمایشگاه توسط انسان ها ساخته می شود چنین نیست.

در هنگام خرید الماس ساخته شده در آزمایشگاه به عنوان جواهرات مراقب باشید. زیرا ممکن است زیبا باشد، اما الماس نیست و از نظر فنی یک ماده معدنی نیست.

ترکیب شیمیایی

تقریبا همه پوسته زمین (98.5٪) از هشت عنصر (اکسیژن، سیلیکون، آلومینیوم، آهن، کلسیم، سدیم، پتاسیم و منیزیم) تشکیل شده است و این عناصر هستند که بیشترین میزان مواد معدنی را تشکیل می دهند.

تمام مواد معدنی ترکیبات شیمیایی خاص خود را دارند. ماده معدنی نقره تنها از اتم های نقره ساخته شده است و الماس تنها از اتم های کربن تشکیل شده است اما بیشتر مواد معدنی از ترکیبات شیمیایی ساخته شده اند.

هر ماده معدنی دارای فرمول شیمیایی خاص خود است. نمک طعام (که به عنوان هالیت هم شناخته می شود) NaCl (کلرید سدیم) است. کوارتز از دو اتم اکسیژن تشکیل شده که با یک اتم سیلیکون پیوند تشکیل داده و با فرمول شیمیایی SiO2 نشان داده می شود.

در طبیعت، چیزها به ندرت به همان سادگی داخل آزمایشگاه هستند و بنابراین نباید باعث تعجب شود اگر برخی از مواد معدنی دارای طیف وسیعی از ترکیبات شیمیایی باشند. یک مثال مهم در علوم شناخت زمین، اولیوین است که دارای سیلیکن و اکسیژن و همچنین مقداری آهن و منیزیم (Mg, Fe)2SiO4 است.

ویژگی های فیزیکی

برخی از مواد معدنی را می توان با امکاناتی کمی بیش از چشم غیر مسلح شناسایی کرد. با این کار می توانیم ویژگی های فیزیکی ماده معدنی را بررسی کنیم. این ویژگی ها شامل موارد زیر است:

⇐ رنگ: رنگ مواد معدنی.

⇐ رگه: رنگ پودر ماده معدنی (اغلب با رنگ کل ماده معدنی متفاوت است).

⇐ جلوه: درخشندگی.

⇐ چگالی: جرم در حجم، معمولاً به آن «وزن مخصوص» (یا چگالی ویژه) گفته می شود. این چگالی نسبت به چگالی ماده مرجع آب سنجیده می شود.

⇐ ورقه ورقه شدگی: تمایل ماده معدنی به شکافتن در امتداد سطوح ضعیف است.

⇐ شکست: الگویی که یک ماده معدنی شکسته می شود.

⇐ سختی: این که کدام مواد معدنی می توانند خراشیده شوند و کدام مواد معدنی می توانند خراش بدهند.

خلاصه

یک ماده معدنی یک جامد غیر آلی بلوری است.
یک ماده معدنی از طریق فرایندهای طبیعی تشکیل می شود و ترکیب شیمیایی مشخصی دارد.
مواد معدنی را می توان با ویژگی های فیزیکی خاص شان، مانند ساختار بلوری، سختی، چگالی، شکست و رنگ شناسایی کرد.