Mineralogie
Mineralogie
Es hat zwar den Anschein, aber sowohl die feste Erde, wie
auch der lockere Boden unter unseren Füssen sind keine homogenen Massen. Die
Äußerste Schicht des Erdballs besteht aus uneinheitlichen, sehr verschiedenen
inhomogenen oder heterogenen Bausteinen, die alle als „Gesteine“ bezeichnet
werden. Bei näherer Betrachtung stellt man fest, dass sie eine Anhäufung von
Mineralien sind. Minerale sind also Grundbestandteile der Gesteine.
Ein Gestein ist im Allgemeinen ein durch Naturvorgänge
gebildetes Gemenge aus mehreren Mineralarten, ein stofflich zwar nicht homogener,
geologisch aber selbständiger Teil der festen Erdrinde. Es gibt zwar auch
einige chemische homogene Gesteine, z.B. besteht Marmor nur aus einer
Mineralart, aus dem Kalkspat-Kristall, die dann aber physikalisch inhomogen
sind.
Minerale sind natürlich entstanden, chemisch und
physikalisch homogene Körper, die eine definierte chemische Zusammensetzung
besitzen. Durch zufällige Einschlüsse oder Beimengungen ist die Zusammensetzung
und Eigenschaft eines Minerals überall gleich, egal wo sie vorkommen. Jedes
Mineral hat eine typische und gesetzmäßige Form sowie ganz bestimmte
Eigenschaften.

Die meisten Minerale sind durch scharfe Kanten und Ecken,
sowie durch ebene Flächen begrenzt. (siehe Kristallformen) Man bezeichnet sie
auch als Kristalle. Ihre Äußere regelmäßige Gestalt hängt eng mit dem inneren
Bau der Feinstruktur, der Kristalle zusammen. Ein Kristall ist also ein
stofflich homogener Körper, in dem die kleinsten Bausteine, die Atome,
gesetzmäßig angeordnet sind. Auch die unregelmäßigen Bruchstücke eines solchen
Kristalls bleiben in diesem Sinne kristallin. Zwar mag die regelmäßige äußere
Form nicht erkennbar sein, aber die Abstandsverhältnisse und die geregelte
Anordnung der einzelnen kleinen Bausteine der Kristalle bleiben erhalten. Die Kristallformen (oder die Kristallsysteme)
von Kristallen hängt von der Anordnung ihrer kleinsten Bausteine (Ionen, Atome
oder/und Moleküle) ab. Diese Grundeinheiten (sog. "Elementarzellen")
sind gesetzmäßig geometrisch angeordnet, sie bauen Raumgitter oder Kristallgitter
auf. Diese werden in verschiedenen Gittertypen eingeteilt.
Die Kristallformen sind abhängig von solchen
Kristallgittern. Der Kristall (als Raumkörper betrachtet) ist von Kanten, Ecken
und verschiedenen Formen begrenzt, die in ihrer Symmetrie den inneren Gittertypen
gleichen. Für jede kristallisierte Mineralart sind die Winkel, unter denen sich
die einzelnen Kristallflächen schneiden, ausschlaggebend für die Einordnung in
ein Kristallsystem. Die Größe dieser Winkel (sog. "Flächenwinkel")
ist bei allen Kristallen derselben Mineralart gleich.

Hier sehen sie, wie die
Elementarzelle des Kochsalzes aufgebaut ist. Die einfach positiv geladenen
Natriumionen (rot) gehen mit dem einfach negativ geladenen Chlorid Ionen eine
Ionenbindung ein. Durch ihre Ladungen bauen sich die Ionen in ein Kristallsystem
ein. An der Form, die hier als Quader angedeutet ist, erkennt man schon das
Kristallsystem des Kristalls. Solche Elementarzellen können natürlich viel
komplexer aussehen.
Manche Minerale haben allerdings keinen gesetzmäßigen,
geometrischen Fein- Bau. Die Anordnung und Abstandsverhältnisse der einzelnen
Atome sind nicht klar und ihre äußere Form nicht gradflächig. Meist sind sie
nierenförmig oder kugelig. Solche Minerale nennt man „amorph“. Fast alle
amorphen Minerale sind instabil mit der Tendenz, über kurz oder lang in einen
kristallinen Zustand überzugehen.

(Bild Bernstein mit Einschlüssen) (Bild Opal)
Weiter finden wir auch so genannte kryptokristalline
Minerale, die äußerlich den amorphen ähneln, in ihrem inneren Fein-Bau aber
kristallin sind. Hierzu zählt beispielsweise der Chalzedon. Das einzige
flüssige Mineral ist gediegenes Quecksilber, alle anderen bestehen lediglich in
festen Aggregatzustand.
Zwar treten die meisten Minerale in Kristallform auf, aber
lange nicht alle von ihnen bilden Kristalle. Solche Minerale, die ein
industriell wertvolles Element enthalten und als Rohstoffe zur Gewinnung dieses
Elementes dienen, bezeichnet man als Erze.

(Bild: Gold-Nugget) ( Bild: Kupfer Nugget)