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Informationen zu Mineralien

Begriffserklärung und Definition

Ein Mineral oder viele Mineralien sind entweder ganze Elemente oder aber chemische Verbindungen. Diese sind dann entweder kristallin, also komplett rein, oder aber durch geologische Prozesse gebildet worden. Heutzutage verwendet man eher den Begriff Mineralien, wobei diese Bezeichnung lediglich den Plural von einem Mineral darstellt.

Insgesamt kann gesagt werden, dass nach heutigem Stand der Wissenschaft rund 5500 Mineralnamen existieren, einschließlich aller bekannten Mineral-Varietäten und synonymen Bezeichnungen. Die Mehrzahl dieser Mineralien ist sogar von der IMA, der internationalen Mineralogical Association anerkannt. Die meisten sind anorganisch, es gibt aber durchaus auch Mineralien mit organischen Substanzen und kann als solche bezeichnet werden, weil sich diese auch natürlich bilden. Beispielsweise sprechen wir hierbei von Mellit oder Evenkit.

Die allgemeine Lehre der Mineralien bezeichnet man auch als Mineralogie,  die Verwendung und Bearbeitung der Mineralien wird als Lithurgik beschrieben.

Die Homogenität von Mineralien

Mineralien sind ausschließlich homogen, chemische Verbindungen oder Stoffgemische dürfen nicht als Minerale bezeichnet werden. Chemische Elemente und chemische Verbindungen beinhalten bei der Zusammensetzung eine klar definierte Struktur, welche sich bei einer Umstrukturierung in ein Nicht-Mineral verwandeln würde. Allerdings gibt es auch so genannte Mischkristalle, welche eine gewisse Variation innerhalb der zusammengesetzten Struktur aufweisen können. Solange diese aber strukturell homogen sind, dürfen auch solche als Minerale bezeichnet werden.

Die Kristallinität von Mineralien

Einige Verbindungen, welche natürlich vorkommen würden, sind nicht kristallin. Diese Substanzen lassen sich in amorph und metamikt unterteilen. Die amorphen Substanzen sind solche, die nie kristallin waren und die metimikten Substanzen sind ehemalige kristalline Substanzen, deren Ordnung durch radioaktive Strahlung zerstört worden sind. Allerdings ist die Unterscheidung dieser beiden Strukturen sehr schwierig, eigentlich unmöglich. Nichtkristalline natürliche Verbindungen werden daher zusammengefasst als Mineraloide bezeichnet.

Vorkommen von Mineralien

Sämtliche Gesteine der Erde und anderer Himmelskörper sind aus Mineralien aufgebaut. Eine Ausnahme stellen natürliche Gläser und Kohlegesteine dar. Am häufigsten kommen die so genannten Gesteinsbilder vor, bestehend aus dreißig Mineralen. Außerdem können Minerale auch als Kolloide im Wasser oder als Feinstaub in der Luft vorkommen. Auch Wasser ist ein Mineral, solange es in Form von Wassereis vorkommt.

Wie bilden sich Mineralien?

Mineralien können sich auf zwei unterschiedliche Arten bilden. Die eine Möglichkeit besteht aus Kristallisation durch Schmelzen, aus wässrigen Lösungen oder aus Gasen durch Sublimation. Letzteres kommt beispielsweise bei Vulkanen vor, die Kristallisation bezeichnet man magmatische Mineralbildung. Die andere Variante der Bildung von Mineralien ist die Metamorphose durch Festkörperreaktionen aus anderen Mineralien und natürlichen Gasen.

Unterschieden werden können außerdem zwei Phasen der Mineralbildung:

  1. Aus mehreren Atomen und Ionen bilden sich Kristallisationskeime, auch Keimbildung genannt. Wir der darin befindliche Keimradius überschritten, wachsen diese weiter und es entstehen Minerale, - das Kristallwachstum schreitet also voran. Durch weitere Umwandlungsreaktionen mit anderen Mineralien kommt es zur Zerstörung der Minerale durch Verwitterung. Dies kann aufgrund von Wasser oder Luft passieren.
  2. Als zweite Form der Mineralbildung wird die so genannte Biomineralisierung bezeichnet. Hier werden Mineralien durch lebende Organismen gebildet. Beispielsweise durch Schnecken, Muscheln oder Insekten.

In der technischen Mineralogie spielen desweiteren spezielle Reaktionen mit Wasser eine Rolle.

Optische Eigenschaften von Mineralien

Unterschieden werden können die Minerale durch ihre Farben. Idiochromatische Minerale sind beispielsweise durch formelwirksame Elemente gefärbt, allochromatische Minerale, wie etwa Quarz, ziehen ihre Farben aus Spurenelementen oder Defekten und pseudochromatische Minerale ermitteln die Farben aufgrund von Lichtbrechungen oder Interferenzen.

Unterschieden werden können die Minerale auch durch die Art der Farben. Bei pulverförmigen Mineralen sind Strichfarben sichtbar und unterscheiden sich anhand seiner Oberfläche voneinander. Auch der Glanz der Minerale ist entscheident. So unterscheidet man zwischen Matt, also gar keinem Glatzeffekt, Perlmuttglanz, Glasglanz, Fettglanz, Diamantglanz, Metallglanz und Wachsglanz.

Auch durchsichtige und durchscheinende Mineralien können anhand der Transparenz unterschieden werden. Und zuletzt ist auch die Kristallform entscheidend, welche sich aus der Tracht und dem Habitus zusammensetzt. Die dominierende kristallographische Form wird als Tracht bezeichnet, der Habitus beschreibt das Verhältnis der Länge zum Kristall.

Mechanische Eigenschaften von Mineralien

  • Dichte
  • Härte
  • Spaltbarkeit
  • Bruchverhalten
  • Zähigkeit

Als magnetische Eigenschaft bezeichnet man den Magnetismus, hier unterscheidet man ferromagnetische Minerale, wie etwa Eisen, und ferrimagnetische Minerale. Diamagnetische Minerale, wie etwa Quarz und antiferromagnetische Minerale können ebenfalls unterschieden werden.

Weitere Eigenschaften

  • Elektrische Eigenschaften (Leitfähigkeit)
  • Chemische Eigenschaften (Flammenfärbung, Schmelzbarkeit, Reaktion mit Salzsäure)
  • Geruchseigenschaften (Schwefel)

Sonstige Eigenschaften ( Radioaktivität, Mobilisierung)

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