Mineral: Razlika med redakcijama

Izbrisana vsebina Dodana vsebina
odstranjevanje celotne vsebine strani
Rxy (pogovor | prispevki)
m vrnitev sprememb uporabnika 193.77.155.187 (pogovor) na zadnje urejanje uporabnika Eleassar
Vrstica 1:
[[Slika:Minerals.jpg|thumb|300px|Različni minerali]]
'''Rudnina''' ali '''mineral''' (iz [[latinščina|latinske]] besede za rudnino: ''minerallis'') je naravna [[spojina]] z značilno [[kristal]]no zgradbo, nastala s pomočjo [[geologija|geoloških]] procesov. Pojem mineral ne zajema samo kemijske sestave, ampak tudi zgradbo minerala. Poznamo minerale, sestavljene iz čistega kemijskega elementa (npr. [[diamant]]), pa tudi zelo zapletene, ki imajo več tisoč različnih oblik (npr. razni [[silikat]]i). Študij mineralov se imenuje [[mineralogija]]. V sedanjosti je po podatkih [[Mednarodna mineraloška zveza|Mednarodne mineraloške zveze]], ki skrbi za določanja in imenovanja mineralov, znanih nekaj več kot 4.000 mineralov.
 
Pravi mineral je trdna substanca [[kristal]]ne strukture. Je [[anorganske snovi|anorganska]] homogena snov naravnega nastanka, ki ima definirano [[kemija|kemijsko]] strukturo. Materiali, ki jih ni moč popolnoma poistovetiti s strogo definicijo minerala, so imenovani [[mineraloid]]i, vsi ostali materiali naravnega izvora pa sodijo med neminerale. '''Industrijski mineral''' je gospodarski pojem, ki se nanaša na gospodarsko pomembne minerale oziroma [[rudnina|rudnine]].
 
Kristalna struktura, ki je ena izmed lastnosti mineralov, je geometrijska prostorska razporeditev atomov v notranji strukturi minerala. Obstaja 14 osnovnih kristalnih prostorskih mrež [[atom]]ov, razporejenih med 6 kristalnih sistemov. Vse do tega trenutka znane kristalne strukture se uvrščajo v eno izmed 14 razporeditev. Te razporeditve temeljijo na normalnih postavitvah atomov in [[ion]]ov, ki mnogokrat ustvarjajo vidno obliko minerala. Tudi v primerih, ko razporeditve ni mogoče določiti zaradi premajhnih mineralnih zrn ali nenormalne zunanje oblike, je moč doreči strukturo s pomočjo [[rentgen]]ske analize ali [[mikroskopija|mikroskopije]]. Kristalna struktura močno vpliva na fizikalne lastnosti mineralov. Tako sta si čisti [[ogljik]]ovi spojini [[grafit]] in [[diamant]] zelo daleč na lestvici trdote, saj je njuna kristalna razporeditev drugačna.
 
Za definicijo minerala je pomembna tudi kemijska struktura. Več različnih mineralov lahko poseduje isto kemijsko strukturo, a se razlikujejo med seboj v kristalni strukturi ([[polimorfni mineral]]i). Zaradi tega lahko, za primer, tako [[pirit]] kot [[markazit]] označimo za [[železov sulfid|železova sulfida]]. Podobno pa imajo nekateri minerali različno kemijsko, a enako kristalno strukturo: različni minerali [[halit]] (sestavljen iz [[natrij]]a in [[klor]]a), [[gelanit]] (sestavljen iz [[svinec|svinca]] in [[žveplo|žvepla]]) in [[periklaz]] (sestavljen iz [[magnezij]]a in [[kisik]]a) si delijo enako razporeditev kristalov.
 
== Sistematika mineralov ==
 
=== Zgodovina ===
Prvo kemično sistematiko mineralov je izdelal Berzelius leta [[1824]], pri kateri je minerale razdelil na oksidirane in neoksidirane. Med oksidiranimi minerali so bili oksidi, hidroksidi, sulfati, nitrati, muriati, fosfati, fluati, fluosilikati, borati, borosilikati, karbonati, hidrokarbonati, arzenati, molibdati, kromati, volframati, tantalati, titanati, silikotitanati, silikati in aluminati. Med neoksidiranimi pa samorodne prvine, sulfidi, arzenidi, stibnidi, teluridi, osmidi, avridi in hidrargiridi.
 
Temelje moderne sistematike mineralov sta postavila [[James Dana|James D. Dana]] in [[Edward Dana|Edward S. Dana]] v letih [[1837]]-[[1854]], ki sta upoštevala kemično zgradbo in kristalno zgradbo.
 
V prvem delu Schödlerjeve Knjige prirode (prevedel jo je [[Janez Zajec]]), o razdelitvi mineralov piše:
/.../»Bistvene lastnosti za razločenje je njih kristalno lice, njih gostota in trdota, toda ne po eni sami, ne po vseh vkup jih ne moremo dostojno razvrstiti. Zatoraj je pa tudi najstarejša razdelitev mineralov ohranila še danes nekako opravičenje in veljavo. Razločevali so jih v štiri rede, namreč:
# Soli, ali razmokljive minerale;
# Kamenje, ali nerazmokljive prstenaste minerale;
# Rude, ali minerale težkih kovin;
# Goriva, ali gorivne minerale.«/.../ (Vidrih, Mikuž: Minerali na Slovenskem, 1995, str. 35)
 
Groth in Mieleitner sta leta 1922 naredila zadnjo sistematiko na kristalografsko-kemični osnovi.
 
Leta [[1931]] sta [[Paul Ewald|Paul Peter Ewald]] in C. Hermann razdelila minerale po strukturnih tipih.
 
=== Sodobna sistematika mineralov ===
[[Karl Hugo Strunz|Hugo Strunz]] je skušal združiti kemične lastnosti s strukturnimi tipi; izsledke je objavil v mineraloških tabelah leta [[1941]]. Minerale je razdelil v devet razredov, ki imajo več oddelkov, in ta velja še danes. Njegova izpopoljena sistematika je izšla leta [[1970]] in vsebuje okoli 2000 mineralov.
 
{| class="wikitable" style="text-align:center"
|-
!Razred || Mineralni oddelek || Približno št. nastopajočih mineralov || Odstotek pogostnosti pojavljanja
|-
| I || Samorodne prvine (s karbidi, nitridi in fosfidi) || 50 || 3 %
|-
|II || Sulfidi (s selenidi, teluridi, arzenidi, antimonidi in bizmutidi) || 300 || 15 %
|-
|III || Haloidi || 100 || 5 %
|-
|IV || Oksidi in hidroksidi || 250 || 12 %
|-
|V || Nitrati, karbonati in borati || 200 || 10 %
|-
|VI || Sulfati (s kromati, molibdati in volframati) || 200 || 10 %
|-
|VII || Fosfati, arzenati in vanadati || 350 || 18 %
|-
|VIII || Silikati || 500 || 25 %
|-
|IX || Organske spojine || 20 || 1 %
|} (''mineralni razredi in približna zastopanost mineralov v njih po mineraloških tabelah H. Strunza'')
 
==== Samorodne prvine ====
V naravi se samorodno pojavlja okoli 20 elementov. Ti pripadajo [[kovina]]m, [[polkovina]]m in [[nekovina]]m.
 
Najpogostejše kovine, ki se pojavljajo samorodno, so [[baker]], [[srebro]] in [[zlato]]. Redkodaj so popolnoma čiste, včasih ena vsebuje primesi drugih dveh. V podrejeni količini se v naravi pojavljajo samorodno tudi plemenite kovine, kot so [[platina]], [[iridij]] in [[osmij]]. Prav tako, vendar zelo redko, so samorodni tudi [[železo]], [[živo srebro]] in [[svinec]].
 
Od samorodnih polkovin in nekovin poznamo [[arzen]], [[antimon]] in [[bizmut]] kot predstavnike arzenove skupine, [[ogljik]] v obliki [[grafit]]a ali [[diamant]]a in končno [[žveplo]], odvisno od razmer in okolja, v katerih nastajajo.
 
==== Sulfidi ====
Skupina sulfidov zajema spojine kovin in žvepla (''sulfidi''), kovin in [[arzen]]a (''arzenidi''), [[antimon]]a (''antimonidi''), [[bizmut]]a (''bizmutinidi''), [[selen]]a (''selenidi'') in [[telur]]ja (''teluridi''). Pomembni so za pridobivanje kovin. Sicer so glavne lastnosti večja gostota, neprozornost in kovinski sijaj. Sulfidi se delijo na več skupin:<ref>Naštete so samo najpomembnejše skupine sulfidov.</ref>
* antimonova,
* bornitova,
* cinobrova,
* digenitova,
* galenitova,
* halkopiritova,
* kovelinova,
* markazitova,
* piritova,
* realgarjeva,
* sfaleritova.
 
==== Haloidi ====
Značilnost haloidov so preprosta kemična sestava (spojine s [[halogeni element|halogenimi elementi]]), enak način nastanka in podobne lastnosti, kot so barva, topnost, videz itd. Najpomembnejše skupine so:
* fluoritova,
* halitova,
* kriolitova,
* salmijakova.
 
==== Oksidi in hidroksidi ====
Oksidi so posledica vezav različnih prvin s kisikom, hidroksidi pa z OH-skupino. Med oksidi so najpomembenjše skupine:
* cinkitova,
* ilmenitova,
* korundova,
* kremenova,
* kupritova,
* rutilova,
* spinelova,
* vodna.
 
Med hidroksidi sta pomembni ''diasporjeva'' in ''hidrargilitova'' ter ''getitova'' in ''lepidokrokitova'' skupini.
 
==== Nitrati, karbonati in borati ====
Minerali v tem razredu imajo skupno to, da so si med seboj zelo podobni, saj so atomi kisika v skupinah NO<sub>3</sub>, CO<sub>3</sub> in BO<sub>3</sub> razvrščeni v ogliščih enakostraničnega trikotnika in so trdno vezani z elementom v središču.
 
'''Nitrati''' so soli dušikove kisline in so v naravi dokaj redki, izjema je čilski [[soliter]].
 
'''Karbonati''' so soli ogljikove kisline in združujejo tri skupine vodnih ali brezvodnih karbonatov, s tujimi anioni ali brez njih. Zelo razširjena je lakcitova skupina, ki združuje magnezit, smitsonit, siderit, rodohrozit in kalcit. Sledita ''dolomitova'' in ''aragonitova'' skupina. V slednji so še stroncianit, viterit in cezurit. ''Azuritova'' skupina vsebuje azurit, malahit in hidrocinkit.
 
'''Borati''' so soli borove kisline. V naravi so zastopani z nekaj minerali, od katerih so najbolj znani boraks, kolemanit in boracit.
 
==== Sulfati, kromati, molibdati in volframati ====
Ta razred obsega spojine kisika z žveplom ('''sulfati'''), kromom ('''kromati'''), molibdenom ('''molibdati''') in volframom ('''volframati'''). Med seboj se ločijo po različni vsebnosti vode in tujih anionov. Od brezvodnih sulfatov so najpomembnejši anhidrit, barit, celestin in anglezit. Od vodnih sulfatov poznamo skupino ''galic'' z modro in zeleno galico ter ''epsomitovo'' in ''sadrino'' skupino.
 
Od kromatov (soli kromove kisline) je znan [[krokoit]], od molibdatov [[vulfenit]] in od volframatov [[šelit]].
 
==== Fosfati, arzenati in vanadati ====
Sem uvrščamo spojine različnih kovin s tetraedri PO<sub>4</sub>, AsO<sub>4</sub> ali VO<sub>4</sub>, nekatere vsebujejo tudi vodo. Ta je lahko vezana na različne načine, in sicer v obliki hidroksida ali kot kristalna voda. V glavnem gre za manj znane minerale, kot so monacit in apatit itd.
 
==== Silikati ====
Silikati so najbolj pogosti minerali v Zemljini skorji, hkrati pa tudi zelo različni in zapleteno zgrajeni. Na podlagi kemične sestave so jih včasih delili na:
* alumosilikate (aluminij nadomešča del silicijevih atomov),
* metasilikate (soli [[metasilicijeva kislina|metasilicijeve kisline]]),
* ortosilikate (soli [[ortosilicijeva kislina|ortosilicijeve kisline]]),
* polisilikate (soli [[polisilicijeva kislina|polisilicijeve kisline]]).
 
Nadaljnjo preučevanje kristalne zgradbe je to razdelitev ovrglo, saj danes znano, da so silikati sestavljeni iz tetraedrov SiO4. V središču tega je silicijev atom, na ogliščih pa so razporejeni kisikovi atomi. Na podlagi vezave tetraedrov ločimo naslednje podskupine:
* ciklosilikati,
* filosilikati,
* inosilikati,
* nezosilikati,
* sorosilikati,
* tektosilikati.
 
Pri '''ciklosolikatih''' (iz [[grščina|grške]] besede ''kyklos'', obroč) ali '''obročastih silikatih''' sta dva atoma kisika vsakega silicijevega tetraedra vezana s sosednjim tetraedrom. Ti tvorijo obroče, ki lahko vsebujejo 3, 4 ali 6 tetraedrov. Imajo značilno skupino Si<sub>3</sub>O<sub>9</sub>.
 
Pri '''filosilikatih''' (iz [[grščina|grške]] besede ''fyllon'', list) ali '''listastih silikatih''' so trije ioni kisika vezani s sosednjim tetraedrom, ti pa so povezani v plast. Tipični minerali te skupine so sljude. Imajo značilno skupino Si<sub>2</sub>O<sub>5</sub>.
 
Tetraedri '''inosilikatov''' (iz [[grščina|grške]] besede ''inos'', vlakno) ali '''vlaknatih silikatov''' so med seboj vezani v neskončne niti ali vlakna. Enojne niti so značilne za minerale piroksene, dvoje pa za amfibole. Imajo značilno skupino Si<sub>2</sub>O<sub>6</sub>.
 
Molekule '''nezosilikatov''' (iz [[grščina|grške]] besede ''nezos'', otok) ali '''otočnih silikatov''' imajo po en tetraeder SiO4. Vsak atom silicija je obdan s štirimi ioni kisika, ki so razporejeni v vrhovih pravilnega tetraedra. Nanje so vezane kovine.
 
Posebnost '''sorosilikatov''' (iz [[grščina|grške]] besede ''soros'', skupina) ali '''skupinskih silikatov''' sta 3 tetraedra, ki sta prek kisikovega atoma povezana med seboj. Imajo značilno skupino Si<sub>2</sub>O<sub>7</sub>.
 
Pri '''tektosilikatih''' (iz [[grščina|grške]] besede ''tektoneia'', paličje) ali '''paličastih silikatih''' je vsak silicijev tetraeder na vseh štirih vogalih vezan s sosednjimi tetraedri, kar povzroča nastanek trirazsežnega paličja. Imajo značilno skupino SiO<sub>2</sub>.
 
==== Organske spojine ====
V ta razred uvrščamo minerali, ki so večinoma zgrajeni iz atomov ogljika in vodika ter kisika.
 
== Nastanek mineralov ==
Glede na nastanek delimo minerale na šest različnih skupin.
 
* '''pirogeni minerali''' nastajajo iz taline oziroma [[magma|magme]]. Ta magma kristalizira in nastajajo minerali.
* '''pegmatitski''' in '''pnevmatotitski minerali''' so minerali, nastali iz [[plin]]a. To je plin, ki je sprva sestavni del magme, kasneje pa zaide v zemeljske razpoke (pegmatitske žile), kjer reagira med seboj, pa tudi z okoliškimi kamninami. Po tem postopku nastanejo pod temperaturo 400&nbsp;°C pegmatitski minerali, nad njo pa pnevmatotitski.
* '''hidrotermalni minerali''' se tvorijo na območju zemeljske skorje, v katerega vdre magma. Zaradi pritiska in visoke temperature pride do taljenja rudninskih snovi, pri zniževanju prvih pa se izločajo hidrotermalni minerali. Med seboj se razlikujejo glede na območje nastanka, in sicer katatermalno cono (450-300&nbsp;°C), mezotermalno cono (300-200&nbsp;°C), epitermalno (200-100&nbsp;°C) ter teletermalno (manj od 100&nbsp;°C) cono.
* '''hidatogeni minerali''' so iz vodnih raztopin ustvarjeni minerali.
* '''organogeni minerali''' nastajajo s sodelovanjem živalskih (zoogeni minerali) in rastlinskih (fitogeni minerali) organizmov.
* '''metamorfni minerali''' so različni minerali, ki so obstajali že poprej in le spremenili svoje lastnosti zaradi velikih sprememb okoliške temperature in tlaka, zaradi česar je moč govoriti o novih mineralih. Mednje sodijo tudi kontaktnometamorfni minerali, ki včasih nastanejo ob stiku magme z matično kamnino danega minerala, ko pride do [[metamorfne kamnine|kamninske preobrazbe]].
 
== Minerali v kamninah ==
Minerali so kot drobni naravni anorganski delci gradniki [[kamnina|kamnin]]; te so sestavljene iz enega ali več mineralov, lahko pa tudi iz ostankov [[organske snovi|organskih snovi]]. Delež mineralov v svetovnih kamninah je zelo različen. Najbolj pogosto je v njih najti [[kremenjak]], [[sljuda|sljudo]] in [[ortoklaz]] ter več drugih, posamezne minerale pa so zasledili le na eni ali dveh lokacijah planeta. Več kot polovica vseh znanih mineralov je tako redkih, da so bili do sedaj odkriti le v posameznih zrnih.
 
== Fizikalne lastnosti ==
Klasifikacija mineralov je različno zahtevna, saj je nekatere primerke moč definirati z majhnim številom fizikalnih lastnosti, ne da bi prišlo do dvoumja. Primeri mineralov, ki se med seboj ločijo po zelo preciznih lastnostih, pa zahtevajo zahtevno in drago ali časovno potratno identifikacijo s pomočjo kemijske ali rentgenske analize, ki lahko tudi uniči primerek.
 
Fizikalne lastnosti, ki jih je zaslediti največkrat, so:
* ''kristalna struktura in lastnosti'' – kristali posameznih mineralov so lahko različno veliki (segajo od mikroskopskih do ekstremno (več deset centimetrov) velikih zrn) in razporejeni
* ''trdota'' – fizična trdota mineralov je praviloma merjena po [[Mohsova trdotna lestvica|Mohsovi trdotni lestvici]]
* ''lesk'' – lastnost, po kateri je mogoče določiti način loma svetlobe; minerali so lahko motni in močno prozorni
* ''cepljivost'' – minerali se lahko cepijo oziroma razpadajo na več različnih načinov
* ''lomljivost'' – lomljivost opisuje, na kakšen način se prelomi mineral, ko pride do razpoke prečno na podolžno usmeritev minerala
* ''specifična masa'' – mera, ki primerja maso minerala z maso enake prostorninske količine vode, tj. [[gostota]] minerala
 
Med preostale fizikalne lastnosti sodijo ''fluorescenca'', ''magnetizem'', ''radioaktivnost'', ''odpornost'' ter ''reaktivnost z raztopljenimi kislinami''.
 
== Kemijske lastnosti ==
 
Minerali so klasificirani tudi po svojih kemijskih strukturah in drugih kemijskih lastnostih. V tem primeru so razdeljeni glede na [[anionska skupina|anionsko skupino]] (klasifikacija [[James Dwight Dana|Jamesa Dwighta Dane]]), in sicer po približnem vrstnem redu deleža v [[Zemljina skorja|Zemljini skorji]].
 
Minerali po kemijskih lastnostih:
* silikatni razred
* karbonatni razred
* sulfatni razred
* halogenidni razred
* oksidni razred
* sulfidni razred
* fosfatni razred
* elementarni razred
 
== Viri in opombe ==
{{opombe}}
 
== Literatura ==
* R. Vidrih, V. Mikuž. (1995). ''Minerali na Slovenskem'', 1. izdaja. Ljubljana: [[Tehniška založba Slovenije]], str. 34-40. ISBN 86-365-0184-9 {{COBISS|ID=53037312}}
 
== Glej tudi ==
* [[Seznam mineralov]]
 
== Zunanje povezave ==
{{kategorija v Zbirki|Minerals|mineral}}
{{Wikislovar|mineral}}
* [http://webmineral.com Natančni fizikalni in kemični podatki različnih mineralov na webmineral.com]
* [http://www.mindat.org Natančni fizikalni podatki različnih mineralov na mindat.org]
* [http://www.farlang.com/gemstones-diamonds-books 25.000 pages online historical references na farlang.com]
 
{{-}}
{{Minerali}}
 
[[Kategorija:Geologija]]
[[Kategorija:Mineralogija]]
[[Kategorija:Minerali|*]]
 
{{Link FA|bs}}