Ásványok – definíció, keletkezés és fő típusok (kvarc, földpát)

Az ásvány olyan anyag, amely általában

• szervetlen szilárd anyag (az elemi higany kivételt képez).^p184
• Határozott kémiai összetételű
• általában van kristályszerkezete; néhánynak nincs
• természetes módon, geológiai folyamatok révén alakul ki

Az egyik legújabb definíció a következő:

"Az ásvány egy homogén (azaz azonos fajtájú részekből vagy elemekből álló), természetben előforduló anyag, amelynek meghatározott, de nem feltétlenül rögzített kémiai összetétele van. A legtöbb ásvány rendezett atomi elrendeződésű szilárd anyag, és a legtöbb ásvány a szó kémiai értelmében szervetlen".

Alternatívaként ásványnak minősül az is, amelyet a Nemzetközi Ásványtani Társulat ilyenként tart nyilván.

Ásványok és kőzetek

Az ásványok különböznek a kőzetektől. Az ásvány egy adott összetételű, meghatározott kristályszerkezetű kémiai vegyület. A kőzet egy vagy több ásvány különböző arányú keveréke.

A kőzetnek csak két tulajdonsága van az ásványok közül - szilárd anyag, és természetes módon képződik. Egy kőzet általában két vagy többféle ásványt tartalmaz. Ugyanabból a kőzettípusból két mintában különböző ásványi anyagok lehetnek. Az ásványok mindig ugyanazokból az anyagokból állnak, közel azonos arányban. A rubin egy ásvány. Ezért egy Indiában talált rubin hasonló összetételű, mint egy Ausztráliában talált rubin.

A természetben kialakult

Az ásványok természetes folyamatok során keletkeznek. Néhány, az ásványi anyagokkal azonos kémiai összetételű anyagot az élőlények a héjuk vagy csontjaik részeként állíthatnak elő. A puhatestűek héja vagy kalcitból, vagy aragonitból, vagy mindkettőből áll.

Hagyományosan az élőlények által termelt vegyi anyagokat nem tekintik ásványi anyagoknak. Nehéz azonban belátni, hogy egy szerves anyagot miért ne lehetne ásványnak nevezni, ha kémiai jellege és kristályszerkezete azonos szervetlen ikertestvérével. Ez a kérdés jelenleg vita tárgyát képezi: lásd Railsback II. rész.

Az ásványok sokféleképpen alakulnak ki. Az asztali sóként használt halit akkor keletkezik, amikor a víz elpárolog az óceán forró, sekély részén, és a benne lévő sót hátrahagyja. Számos ásványtípus akkor keletkezik, amikor az olvadt kőzet vagy magma lehűl és szilárddá válik. A talkum, a babapúder készítéséhez használható ásvány, a Föld mélyén keletkezik, amikor a magas nyomás és hőmérséklet változásokat okoz a szilárd kőzetben.

A rendkívüli dolog az, hogy a legtöbb ásvány az életnek, vagy legalábbis a Nagy Oxigéneseménynek köszönheti kialakulását. "A törékeny szerves maradványok helyett a szilárd ásványok adhatják a biológia legstabilabb és legmaradandóbb jeleit".

Szilárd

Az ásvány szilárd anyag - azaz meghatározott térfogattal és durva alakkal rendelkezik. A térfogat egy tárgy által elfoglalt térfogatra utal. Például egy golflabda kisebb térfogatú, mint egy baseball-labda, és egy baseball-labda kisebb térfogatú, mint egy kosárlabda.

A folyékony vagy gáz halmazállapotú anyag nem ásvány. Bizonyos esetekben azonban szilárd formája ásványnak minősül. Például a folyékony víz nem ásvány, de a jég igen.

Ezeket a tulajdonságokat használják leggyakrabban:

• Kristályszerkezet: lásd alább
• Keménység: a Mohs-skálán a leglágyabbtól, a talkumtól a legkeményebbig, a gyémántig terjedő tízfokú skála.
• Lustre: megjelenés a fényben
• Színes
• Csík: egy ásvány színe, ha finom porrá őrölték. Gyakran úgy vizsgálják, hogy a mintát mázatlan lemezen dörzsölik.
• Hasadás: hogyan hasad az ásvány különböző síkok mentén
• Törés: hogyan törik a természetes hasadási síkok ellenében
• Fajlagos sűrűség: sűrűség a vízzel összehasonlítva
• Bármely más tulajdonság

Kristályszerkezet

A fagyot alkotó jégszemcsék sima, lapos felületűek. Ezek a sima felületek az atomok elrendeződése miatt alakulnak ki a jégben, amely egy ásványi anyag. Az ilyen belső elrendeződés az ásványok jellemzője. Ez a kristályok szerkezete, olyan szilárd testeké, amelyekben az atomok rendezett, ismétlődő háromdimenziós mintázatban helyezkednek el.

Minden ásványnak saját kristályszerkezet-típusa van. Egyes esetekben két ásvány azonos kémiai összetételű, de eltérő kristályszerkezetű. Például a gyémánt és a grafit is csak egyetlen elemből - szénből - áll. A szénatomok elrendeződése azonban nem azonos ebben a két ásványban, ezért eltérő kristályszerkezetűek és nagyon eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek. A gyémánt rendkívül kemény és ragyogóan csillogó. A grafit puha, szürke és tompa.

A természetben ritka a tökéletes kristály. A legtöbb kristály azért tökéletlen alakú, mert növekedését a mellettük kialakuló más kristályok korlátozták.

Határozott kémiai összetétel

Minden ásványnak meghatározott kémiai felépítése van: bizonyos elemek atomjainak meghatározott kombinációjából áll. Az elem olyan anyag, amely csak egyfajta atomot tartalmaz.

A tudósok az ásványokat kémiai összetételük alapján csoportokba tudják sorolni. Bár több ezer különböző ásvány létezik, a földkéregben csak körülbelül 30 gyakori. Ez a 30 ásvány alkotja a legtöbb kőzetet a földkéregben. Ezért nevezik őket kőzetalkotó ásványoknak.

• A szilikátok a leggyakoribb csoport. Az ebbe a csoportba tartozó ásványok mindegyike oxigént és szilíciumot - a földkéreg két leggyakoribb elemét - tartalmaz együttesen. A szilikátok más elemeket is tartalmazhatnak, például alumíniumot, magnéziumot, vasat és kalciumot. A kvarc, a földpát és a csillám gyakori szilikátok.
• A karbonátok a kőzetalkotó ásványok második leggyakoribb csoportja a karbonátok. Az ebbe a csoportba tartozó összes ásvány szén és oxigén összekapcsolódva tartalmaz. A kagylókban gyakori kalcit karbonátos ásvány.
• Az oxidok közé tartoznak azok az ásványok, amelyekből a legtöbb fémet, például az ónt és a rezet finomítják. Az oxid egy elem, általában egy fém, oxigénnel összekapcsolódva áll. Ebbe a csoportba tartozik a hematit, a vas forrása.

• A szulfátok a szulfátcsoportot tartalmazzák SO₄ . A szulfátok általában evaporitokban képződnek, ahol az erősen sós vizek lassan elpárolognak, lehetővé téve a szulfátok és halogenidek kicsapódását ott, ahol a víz elpárolog. A szulfátok ott is előfordulnak, ahol a forró vizek átáramlanak a kőzeteken, mint például a gejzírek esetében.

Sok más ásványi anyagcsoport is létezik.

Az emberek számos mindennapi célra használnak ásványi anyagokat. Minden alkalommal, amikor az emberek bekapcsolják a mikrohullámú sütőt vagy a televíziót, ásványi anyagokat használnak. Az áramot a készülékbe vezető vezetékekben lévő réz ásványból készül. Az asztali só vagy halit egy másik ásványi anyag, amelyet az emberek a mindennapi életben használnak.

• A grafitot ceruzák készítésére használják
• A kősót a főzéshez használják
• Az ásványi ércek a fémek forrása.

• Ásványok listája