Mineral
Un mineral és un sòlid homogeni format per elements de la mateixa naturalesa que es presenta de manera natural i que ha estat format com a resultat de la interacció de processos geològics tant de tipus físic com químic. Els minerals es caracteritzen per formar una estructura cristal·lina és a dir una estructura interna molt ordenada i una composició química i unes propietats físiques determinades i constants.
El terme "mineral" té en compte no només la composició química del material sinó també la seva estructura, per això una mateixa composició química es pot presentar en dos materials completament diferents. La manera com es disposen a l'espai els àtoms i molècules determinarà les seves propietats. Un exemple seria el grafit i el diamant, ja que tots dos són formats exclusivament per àtoms de carboni. Les roques, en canvi, són agregats de minerals i/o mineraloides (amb propietats similars als minerals però sense estructura cristal·lina), i no tenen una composició química determinada. La mineralogia és la ciènciaque s'encarrega de l'estudi dels minerals, composició química, estructura cristal·lina, característiques físiques, gènesi, transformació i aprofitament per l'home.
Es coneixen milers de formes de minerals, des dels compostos per element químics o sals senzilles, fins als més complexos, com alguns tipus de silicats.Normalment, els compostos orgànics no es consideren minerals, tot i que estrictament parlant, el petroli o el gas natural, formats per processos geològics, ho serien. El cas del mercuri, és especial, és reconegut com a mineral per l'Associació Mineralògica Internacional (IMA en anglès, International Mineralogy Association) per raons històriques. Finalment, els materials creats per l'home, com per exemple els diamants artificials, no són considerats minerals encara que tinguin les mateixes propietats.
Per a ser classificat com un veritable mineral, una substància ha de ser sòlida i tenir una estructura cristal·lina, a més de ser una substància natural no produïda pels éssers vius, i tenir una composició química definida i homogènia.
Les definicions tradicionals excloïen els materials orgànics, però l'Associació Mineralògica Internacional va adoptar una nova definició el 1995:Un mineral és un element o compost químic que és normalment cristal·lí i que ha estat format com a resultat de processos geològics.
Un mineral pot tenir tres tipus d'orígens; origen inorgànic, en el que només intervenen els processos geològics en la seva creació; orgànic, en el que els organismes vius han tingut un paper important i fonamental en la seva formació; i també poden presentar un doble origen. Les classificacions modernes, com la de Dana o la de Strunz inclouen la classe orgànica.
Dels 5.273 minerals reconeguts per l'Associació Mineralògica Internacional, l'associació que té la responsabilitat d'aprovar i nomenar els minerals, un centenar són considerats comuns, uns 50 serien d'ocurrència ocasional i la resta serien rars o molt rars.
Duresa
La duresa és la resistència d'un mineral a l'abrasió, a ser ratllat per un altre material. És una propietat molt important per identificar un mineral, s'utilitza una escala relativa anomenada escala de Mohs que es basa en 10 minerals de ratlla blanca.
| Duresa | Mineral | Composició química | |
|---|---|---|---|
| Molt tous | 1 | Talc, (es pot ratllar fàcilment amb l'ungla) | Mg3Si4O10(OH)2 |
| 2 | Guix, (es pot ratllar amb l'ungla amb més dificultat) | CaSO4·2H2O | |
| Tous | 3 | Calcita, (es pot ratllar amb una moneda de coure) | CaCO3 |
| 4 | Fluorita, (es pot ratllar amb un ganivet) | CaF2 | |
| 5 | Apatita, (es pot ratllar difícilment amb un ganivet) | Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-) | |
| Durs | 6 | Feldespat, (es pot ratllar amb una escata d'acer) | KAlSi3O8 |
| 7 | Quars, (ratlla el vidre) | SiO2 | |
| 8 | Topazi, (és ratllat pel carbur de tungstè) | Al2SiO4(OH-,F-)2 | |
| 9 | Corindó, (només es ratlla pel diamant) | Al2O3 | |
| Molt dur | 10 | Diamant, (el mineral natural més dur) | C |
Classificació
El primer a tractar els minerals d'una manera científica intentant una classificació va ser Teofrast (372 aC-287 aC). Va escriure un tractat sobre les roques, possiblement la primera llista sistemàtica qualitativa, on les classificava segons el seu comportament en ser escalfades. A més agrupava els minerals per les seves propietats comunes; per exemple va agrupar la magnetita i l'ambre perquè tenien la propietat d'atreure.[11] També comentà la diferent duresa dels minerals. És sabut que va escriure un tractat sobre les mines però no ha arribat als nostres dies.
Plini el Vell (23-79) va ser el continuador de Teofrast. Tots dos són considerats els iniciadors de la mineralogia i, per extensió, de la geologia. Va fer referència al tractat de Teofrast a la seva "Història Natural" (77), on va actualitzar i ampliar la informació disponible. Teofrast va ser més sistemàtic i, comparativament, lliure de faules i màgia, mentre que Plini el Vell és més extensiu i presta molta més atenció a l'hàbit cristal·lí i a la duresa. No es troba cap altre intent seriós de classificar els minerals fins que Carl von Linné (1707-1778) va intentar idear una nomenclatura basant-se en els conceptes de gènere i espècie, tot i que no va tenir massa èxit i va deixar d'usar-se el segle XIX. Amb el posterior desenvolupament de la química, el químic suec Axel Fredrik Cronstedt (1722-1765) va elaborar la primera classificació de minerals en funció de la seva composició. Ivan Kostov(1913-2004) va fer la seva proposta el 1953 basant-se en la composició química i l'estructura cristal·lina dels minerals.
Actualment, dues són les classificacions més comunes que s'empren per als minerals: la classificació de Dana i la classificació de Nickel-Strunz. Totes dues es basen en la composició del mineral, donant molta importància als grups químics i la seva estructura.
El Sistema de Mineralogia de Dana (en anglès, Dana System of Mineralogy) va ser publicat per primera vegada en 1837 pel geòleg estatunidenc James Dwight Dana, i actualment es troba en la seva vuitena edició. A la classificació de Dana, s'assigna un nombre compost de quatre parts a cada espècie mineral: el primer nombre és la seva classe, basada en grups de composició importants; en el segon nombre, el tipus dóna la relació de cations i anions en el mineral; els últims dos nombres agrupen el mineral segons la seva semblança estructural mitjançant una classe determinada.[13]
La Classificació de Nickel-Strunz, va ser proposada el 1941 pel mineralogista alemany Karl Hugo Strunz (1910-2006) a la seva obra Mineralogischen Tabellen i ajustada el 2004 per l'Associació Mineralògica Internacional. Es basa en el sistema de Dana, tot combinant-lo amb criteris estructurals atenent a la distribució dels enllaços químics.
En aquesta classificació, els minerals es divideixen en 10 classes principals segons la seva composició: elements, sulfurs, halurs, òxids, nitrats, carbonats, borats, sulfats, fosfats, silicats i compostos orgànics, que es subdivideixen en divisions, famílies i grups en funció de la seva composició química i estructura cristal·lina,
Classificació de Dana
- Classe I: Elements natius
- Classe II: Sulfurs
- Classe III: Òxids i hidròxids
- Classe IV: Halurs
- Classe V: Carbonats, nitrats i borats
- Classe VI: Sulfats, cromats i selenats
- Classe VII: Fosfats, arsenats i vanadats
- Classe VIII: Silicats
- Classe IX: Compostos orgànics
Classificació de Nickel-Strunz
- Classe I: Elements natius
- Classe II: Sulfurs i sulfosals
- Classe III: Halogenurs
- Classe IV: Òxids i hidròxids
- Classe V: Carbonats i nitrats
- Classe VI: Borats
- Classe VII: Sulfats
- Classe VIII: Fosfats
- Classe IX: Silicats
- Classe X: Compostos orgànics
Aplicacions dels minerals
Els minerals tenen gran importància per les seves múltiples aplicacions en els diversos camps de l'activitat humana. La indústria moderna depèn directament o indirectament dels minerals. Es fan servir per fabricar tot tipus de productes, des d'eines i ordinadors fins a gratacels. Alguns minerals s'utilitzen pràcticament tal com s'extreuen, com per exemple el sofre, el talc, o la sal, etc. Altres, en canvi, han de ser sotmesos a diversos processos per obtenir el producte desitjat com el ferro, el coure, l'alumini, l'estany, etc.
Els minerals són un recurs natural de gran importància per a l'economia d'un país, molts productes comercials són minerals, o s'obtenen a partir d'un mineral. Molts elements dels minerals resulten essencials per a la vida, presents en els organismes vius en quantitats mínimes.
Els minerals tenen una infinitat d'aplicacions que inclouen els més variats camps de l'activitat humana. La principal és, sens dubte, la de constituir la font d'obtenció dels diferents metalls, base tecnològica de la civilització moderna. Així, de diferents tipus de quars i silicats, es produeix el vidre; el grafit s'utilitza per a les mines de llapis o amb diferents barreges de minerals es produeixen components per a computadores. Els minerals que entren en la categoria de pedres fines o semiprecioses, com els diamants, els topazis, o els robins, es destinen a la creació de joies. Els nitrats i fosfats són utilitzats com a adobs per a l'agricultura. Alguns materials, com per exemple el guix, són utilitzats directament en la construcció.
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada