Минерал

Минера́лы (франц. minéral, от ср.-век. лат. minera – руда), это физически и химически индивидуализированные, как правило, твёрдые тела, в большей части однородные по составу и свойствам, возникшие как продукт природных физико-химических процессов, которые происходят на поверхности и в глубинах Земли, Луны и других космических тел; обычно минералы являются составной частью горных пород, руд и метеоритов.

Общие закономерности

Минералы - это кристаллические вещества. Минералы обычно находятся в кристаллическом состоянии, но утратили его в результате метамиктного распада (метамиктные минералы). Обычно к минералам относят некоторые природные аморфные образования (опал, аллофан), немногие жидкие (самородная ртуть, амальгамы). Большая часть минералов- это неорганические соединения. Число таких кристаллических органических соединений среди минералов мало (например, оксалаты). Также среди минералов различают минеральные виды и их разновидности.

Минеральный вид-это основной таксон в минералогической номенклатуре. Минеральный вид, чаще всего подразумевают при использовании термина «минерал» для которого характерны определённый химический состав и внутренняя структура. Минеральные разновидности – это вариации одного минерального вида: цветовые, морфологические, иногда по химическому составу (без изменения кристаллической структуры) или по структуре (при постоянстве состава).

Модификации одинакового состава (например, алмаз – графит, кальцит – арагонит), но имеющие различную кристаллическую структуру и физические свойства, принадлежат к разным минеральным видам (явление полиморфизма). Для минералов, которые образовали непрерывные изоморфные ряды (например, оливины, вольфрамиты, колумбиты), самостоятельные названия приписываются конечным членам изоморфных серий, а видообразующим принадлежит преобладающий химический элемент (принцип носит название «правило 50 %»).

Известных минеральных видов в общей сложности насчитывается 5780 позиций (по состоянию на начало 2022). Каждый год открывается несколько десятков новых минералов. Открытые минеральные виды утверждаются Комиссией по новым минералам, номенклатуре и классификации Международной минералогической ассоциации (The Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification (CNMNC) of the International Mineralogical Association (IMA).

Называют чаще всего минералы по месту первой находки (например, везувиан), в честь известных людей (ломоносовит), по химическому составу (кальцит), цвету (лазурит), характерным свойствам. Например, пирит (от греч. πῦρ – огонь) получил своё название за свойство давать при ударе искры. Внутри минеральных индивидов во многом наблюдаются фазовая неоднородность, вариации химического состава, структуры и свойств. Зональное, секториальное, или блочное, строение чаще всего обнаруживают в кристаллах минералов. Срастания минеральных индивидов образуют минеральный агрегат (моно- или полиминеральный).

Классификация

В современной минералогической системе, основанной на кристаллохимической классификации минералов, за основу берутся в одинаковой мере химический состав и кристаллическая структура. Учёные выделяют такие классификации минералов:

• самородные элементы и интерметаллические соединения;
• сульфосоли ,сульфиды, и им подобные соединения (арсениды, селениды и др.);
• галогениды ( бромиды, фториды, иодиды, хлориды,);
• оксиды (сложные и простыепростые и сложные) и гидроксиды;
• кислородные соли (карбонаты, нитраты, хроматы, сульфаты, молибдены, вольфраматы, фосфаты, ванадаты и арсенаты, силикаты и бораты);
• соли органических кислот (оксалаты и др.).

Основную часть в земной коре занимают силикаты и алюмосиликаты (особенно полевые шпаты, а также амфиболы, слюды, глинистые минералы, пироксены и другие). Широко распространены гидроксиды, (прежде всего кварц),оксиды , карбонаты (доломит, кальцит и другие). Минералы этих классов превышают в сумме свыше 90 % верхней части земной коры.

Практическое использование минералов

Минералы в жизни находят широкое применение. Человек использовал минералы издревле. На протяжении долгого времени основным полезным ископаемым был кремень — тонкозернистая разновидность кварца. Ещё первобытные люди использовали его отщепы с острыми краями. Также для украшений широко применялись и другие минералы, например, вишнёвый гематит, жёлто - коричневый гетит и чёрные оксиды марганца — как краски, а янтарь, нефрит, самородное золото и прочее.

В доисторическом Египте из самородной меди, золота и серебра делали украшения. Позже люди научились использовать бронзу для изготовления оружия и орудий труда. В настоящее время из минералов получают металлы и другие химические элементы и соединения. Минералы служат сырьём для производства строительных материалов (цемент, стекло и прочее) и для химической промышленности. Также их могут использоваться в качестве красителей, абразивных и огнеупорных материалов, они находят свое широкое применение в керамике, оптике, радиоэлектронике, электротехнике и радиотехнике. Драгоценные камни тоже являются минералами.

Минералы используются в пищу в качестве источника сырья, как валюту, как предметы искусства и роскоши и как компоненты высоких технологий. Шарлатаны в целях обогащения используют литотерапию. Это так называемое лечение минералами путём их ношения, прикладывания, вступления в астральные контакты, с якобы заключёнными в камнях и кристаллах сверхъестественными энергиями и магическими силами. Приверженцы литотерапии утверждают, что каждый кристаллический объект обладает силой излучения и поглощения неведомых энергий и полей, которые при «правильном» приложении к биологическому телу способны восстанавливать нарушенный энергетический баланс организма. Литотерапия не несёт под собой клинически доказанных обоснований и научной базы.

Важное значение в жизни человека имеет железо. Его добывают из богатых этим элементом руд путем металлургической переработки на различные сорта чугунов и сталей. Железо является основой металлургии, машиностроения, судостроения, железных дорог, мостов, железобетонных сооружений, оснащения военных армий, изготовления товаров широкого потребления и прочее. Значительную роль в развитии цветной металлургии, электропромышленности, судостроения, машиностроения и других отраслей промышленности играют цветные металлы. Их добывают из руд меди, цинка, свинца, алюминия, никеля, кобальта.

Счмтающимися редкими металлы: вольфрам, молибден, ванадий, хром и другие - являются оборонительными, их широко используют в производстве. В сельском хозяйств широко применят минеральных удобрения: калиевые минералы (калийные соли), минералы, которые содержат фосфор (апатит, фосфориты), азот (селитра) и прочее. Минеральное сырье является основным в химической промышленности. Например, для сернокислотного производства используются богатые серой колчеданы (пирит). Множественные минералы используются для приготовления химических препаратов – самородная сера, селитра, плавиковый шпат, минералы бора, калия, натрия, магния, ртути и другие. В производстве резины используется сера, тальк, барит; в изготовлении взрывчатых веществ – сера, селитра; для производства кислотоупорных и огнеупорных материалов – асбест, кварц, графит. При изготовлении красящей продукции, например, эмали и глазури используют галенит, сфалерит, барит, минералы титана, меди, железа, мышьяка, ртути, кобальта, бора, криолит, ортоклаз, циркон; в писчебумажном производстве – тальк, каолин, сера, квасцы, магнезит и другие.

Поваренная и каменная соли являются необходимым в составе пищи человека. Многочисленный ряд минералов и продуктов из химической переработки используется в фармацевтике. Также применяют радиоактивные вещества медицине.

Свойства минералов

Структура минералов определяет их свойства. Для описания тех или иных веществ определяют его механические, оптические, магнитные, электрические, радиоактивные и другие свойства. Большое значение имеют твёрдость, хрупкость, ковкость, упругость, плотность, химический состав. Минералы, использующиеся в ювелирном деле, оцениваются по блеску, цвету, твердости. Для промышленности очень важны магнитные и электрические свойства минералов.

Классификация минералов

В настоящее время известно более четырёх тысяч минералов. Каждый год исследователи открывают десятки новых, а некоторые, наоборот, убирают из списка. Чтобы разобраться в таком количестве веществ, минералогия выделяет несколько вариантов классификации.

• По распространенности: породообразующие, акцессорные (не более 5% от общего количества породы), рудные (расположенные в рудах), редкие (единичное нахождение кристаллов).
• По химическому составу: самородные, сульфидные, галогеносодержащие, оксиды, кислородосодержащие соли, минералы органического происхождения.
• По структуре. Например, оксиды делят по структуре на просто оксиды и оксиды, содержащие гидроксильные группы, а кислородосодержащие соли делят на нитраты, бораты, силикаты, фосфаты и прочее.

К органическим минералам относят:

• породообразующие вещества типа каменного угля, шунгита;
• естественные углеводороды, типа озокерита;
• янтарь, копал (окаменевшие смолы);
• солеподобные минералы природного происхождения (формиаты, оксалаты, ацетаты и т.п.);
• материалы биогенного происхождения, в состав которых входит минерал арагонит (жемчуг, коралл, перламутр).

Применение минералов

• В металлургии, для получения металлов и сплавов.
• Для получения разнообразных соединений и продуктов: красок, удобрений, керимики, строительных материалов, стекла, абразивов, огнеупоров и многих других.
• В радиоэлектронике, электротехнике, оптике, химпроме, пищепроме, ракетостроении, сельском хозяйстве и т.д.
• Поделочные и драгоценные камни, самородные драгоценные металлы, это тоже минералы. Они применяются (используются) в ювелирном деле, для производства предметов искусства, украшения интерьера, в высоких технологиях, лазерах, микропроцессорах и т. д. Золото, серебро, металлы платиновой группы. это важный компонент мировой финансовой системы.
• Радиоактивные элементы широко известны в атомной энергетике, космической технике, медицинских и научных исследованиях, военном деле.

Примечания

Данная статья имеет статус «готовой». Это не говорит о качестве статьи, однако в ней уже в достаточной степени раскрыта основная тема. Если вы хотите улучшить статью — правьте смело!