علم - مواد معدنی چیست ؟

مواد  معدنی در کانی شناسی و یا زمین شناسی به یک ترکیب شیمیایی جامد با فرمول شیمیایی مشخص اطلاق می شود که دارای بلورهای خاصی در شبکه وساختار خود بوده و عمدتا به طور طبیعی و خالص رخ می دهد و خواص فیزیکی ثابت و یا متغیر در یک محدوده تعریف شده دارد. مواد معدنی معمولا در مقیاس بزرگ،  فله مانند و در سنگ ها تجمع می یابند بنابراین یک سنگ ممکن است یک یا چند نوع ماده معدنی مختلف در خود داشته باشد که به صورت فضاهای مشخص در فازهای مجزا ، تفکیک شده اند.

این تعریف زمین شناسی بخشی از مواد معدنی که به طور طبیعی در موجودات زنده وجود دارد را حذف می کند. با این حال برخی از مواد معدنی اغلب بیوژنیک هستند  مانند کلسیت و گاهی از نظر ترکیب شیمیایی ممکن است آلی به نظر برسند.

همچنین برخی از مواد جامد طبیعی که فاقد ساختار بلوری مشخص هستند اگرکه یک ترکیب شیمیایی با ساختار بلوری مختلف باشند هر ساختار  یک گونه معدنی جداگانه  در نظر گرفته می شوند مانند کوراتزو  استیشوویت که از دی اکسید سیلیسیم تشکیل شده اند. این گونه ترکیبات مینرالوئید نامیده می شوند.

مشخصات کلی مواد معدنی

یک ماده برای آنکه ماده معدنی تلقی شود باید شرایطی را دارا باشد که ان را مواد غیر معدنی متمایز سازد :

- می بایست ماده ای طبیعی باشد که توسط فرایندهای طبیعی زمین شناسی ، روی زمین یا سایر اجرام فرازمینی تشکیل شود.

- این ماده باید از نظر طبیعی جامد باشد. البته این مورد در رابطه با جیوه بومی است، استثنا محسوب می شود

- باید یک ساختار کریستالوگرافی کاملا مشخص داشته باشد که به صورت اتم های مرتب در کنار هم قرار بگیرند . این خاصیت چندین ویژگی فیزیکی یک ماده معدنی شامل فرم بلوری، درجه سختی و شکاف را تعیین می کند .

- همچنین یک ماده معدنی پایدار دارای ترکیب شیمیایی کاملا مشخص است.

علاوه بر ترکیب شیمیایی ضروری و ساختار بلوری، معمولا گونه های معدنی را با خصوصیات فیزیکی مشترک همچون ساختار و عادت بلور، سختی، درخشندگی، رنگ، رگه، شکاف، شکستگی، وزن مخصوص، دیافانیت توصیف می کنند که از شاخصه های  شناسایی و طبقه بندی زیر گروه های انواع گونه های معدنی به شمار می رود .

ساختار و عادت بلوری : شیمی و ساختار بلوری دو معیاری هستند که یک ماده معدنی را تعریف می کنند .ساختار کریستالی از آرایش منظم و مکانی هندسی اتم ها در داخل یک ماده معدنی حاصل می شود وشش خانواده مختلف کریستال را شکل می دهد . تفاوت در ساختار بلوری تاثیر زیادی در شکل و خواص فیزیکی مواد معدنی دارد . الماس و گرافیت که هر دو از الوتروپ های معروف کربنی هستند. الماس از سخت ترین مواد طبیعی و دارای درخشش اداماتین و از خانواده بلورهای ایزومتریک است در حالی که گرافیت نرم بوده و درخشش چربی دارد و در خانواده شش ضلعی ها قرار دارد..

سختی : سختی یک ماده معدنی مقاومت آن را در برابر خراشیدن مشخص می کند. این خاصیت فیزیکی تحت تاثیر مستقیم ترکیب شیمیایی و ساختار بلوری یک ماده معدنی است . این ساختار می تواند برای تمامی طرفها ثابت باشد و یا ضعف کریستوگرافی در ساختار برخی باعث متغیر بودن ان شود . برای اندازه گیری سختی یک ماده معدنی ده شاخصه تعریف شده است که معمولا هر ماده با شاخص بالاتر خود که باعث خراشیدن قسمت های زیر آن میشود ، اندازه گیری می شود. 

درخشندگی: این خاصیت شدت و کیفیت انعکاس نور از سطح مواد معدنی را نشان می دهد. میزان انعکاس در دسته های فلزی و غیر فلزی متفاوت است. معمولا موادفلزی و زیر فلزی بازتاب زیادی از خود بروز می دهند مانند گالن و پیریت. این خاصیت در برخی از انواع غیرفلزی مانند الماس، زجاجیه و در مواد معدنی سیلیکات بسیار رایج است.

دیافانیت: این ویژگی در توصیف توانایی یک ماده معدنی در عبور نور کاربرد دارد. دیافانیته یک ماده معدنی تابع ضخامت آن است.

رنگ: رنگ یک ماده معدنی در اثر برهم کنش تابش الکترو مغناطیسی با الکترونها ایجاد می شود . برخی ازمواد شبه رنگی هستند که این نتیجه تداخل امواج نور است . برخی از این مواد علاوه بر رنگ ساده بدنه ی خود ممکن است خصوصیات نوری متمایز دیگری نیز داشته باشند که بر جلوه رنگ انها اثرگذاری مستقیم دارد . مانند بازی در رنگها، سیارک بودن رنگین کمانی و... که همه اینها از خصوصیات تغییر رنگ یک ماده به شمار می رود . گاهی نیز ممکن است علاوه بر رنگ بدنه ساده یک ماده معدنی، رگه های پودر شده ای نیز در ساختار رنگی ان مشاهده شود که بارنگ بدنه یکسان یا متفاوت باشد که به طور عمده حاصل هوازدگی است و با روش های خاصی مورد ازمایش قرار می گیرد.

شکاف، شکستگی : مواد معدنی دارای ارایش و ساختار کریستوگرافی به خصوصی هستند که هر گونه ضعف در انها منجر به ضعف در صفحات می شود . و شکستگی که در امتداد این صفحات رخ دهد شکاف نامیده خواهد شد. که در مواد معدنی شفاف این شکاف و شکستگی ها به صورت خطوط موازی مشهود است. در برخی از مواد معدنی با شکاف های متعدد ممکن است، میزان  شکست در تمام جهات  به یک اندازه نباشد. در صورتی که یک ماده معدنی در جهتی شکسته شود که با شکاف موجود در صفحات مطابقت نداشته باشد، اصطلاحا دچار شکستگی شده است .

در حدود 2000 گونه ماده  معدنی در طبیعت شناخته شده است که برخی از انها بسیار کمیاب و نادر هستند .برای مواد معدنی طبقه بندی های متعددی عنوان شده که  با توجه به معیارهایی همچون تنوع، گونه، سری، گروه تعریف می شوند. که هر کدام براساس خصوصیات مشترک فیزیکی و شیمیایی بین مواد و عناصر تشکیل دهنده انهاست. براساس مشهو ترین طبقه بندی 7 گروه مواد معدنی در طبیعت وجود دارد که شامل موارد زیر می شوند :

- سیلیکات ها

 -عناصر بومی

- هالید

- کربناتها

- اکسیدها

- سولفاتها

- سولفیدها

- سیلیکات ها

تولیدا محتوا ادمین سنگچین