Минералы и горные породы

Эти два понятия охватывают большую часть окружающей нас неживой природы. Из минералов и горных пород сложена земная кора.

С точки зрения химии, минералы - химические индивидуальности, иногда состоящие из простых, а чаще из сложных веществ, а также некоторые растворы и коллоидные системы (см. Коллоидная химия), которые образовались в результате физико-химических процессов, происходящих или происходивших в природе. А горные породы - это конгломераты (скопления) минералов, образующие самостоятельно геологические тела.

Гранат

Структура горных пород определяется соотношением образующих их минералов, а также формой, размерами и расположением частиц и зерен. Почти 90% земной коры сложено изверженными (магматическими) и метаморфическими горными породами. Метаморфические породы образовались в результате тех или иных изменений первичных пород - магматических или осадочных, на долю которых приходятся оставшиеся 10% земной коры. Осадочные породы возникли в результате преобразования морских и континентальных отложений. Типичными примерами магматических пород можно считать граниты, осадочных - известняки, метаморфических - гнейсы. Химический состав горных пород далеко не одинаков: в большинстве случаев преобладают соединения кремния, кислорода, алюминия, кальция - самых распространенных на Земле элементов.

Лунный камень

Химический состав минералов намного разнообразнее. Минералов известно больше 5000, и ученые продолжают открывать новые. Среди такого рода находок последних десятилетий - самородный алюминий и редкоземельный гагаринит, названный в честь первого космонавта Ю.А. Гагарина. Светло-желтые кристаллы этого минерала, наряду с кальцием, натрием, фтором, содержат иттрий, лантан и практически все лантаноиды. Это сложный фторид нескольких металлов -и распространенных, и редких, и очень редких... Многие минералы относятся к классу силикатов -природных солей различных кремниевых кислот (полевые шпаты, роговые обманки, слюды и др.). Большинство минералов - твердые тела, но есть и жидкие минералы, например самородная ртуть.

Амазонит (полевой шпат, алюмосиликат калия KAlSi₃O₈) - красивыи поделочный камень из Ильменских гор (Урал)

Классификаций минералов множество. Первую успешную попытку классифицировать их еще в 1814 г. предпринял шведский химик Й. Берцелиус. Это была химическая классификация по группам однотипных соединений. Современные классификации учитывают также типы химических связей (ковалентная, ионная и т.д.).

Очень многие минералы и горные породы служат сырьем для химической промышленности, металлургии, производства строительных материалов. Некоторые минералы, особенно в виде монокристаллов, широко используются в науке. Их получают в процессе минерального синтеза. Иногда причиной, побудившей разработать технологию получения того или иного минерала искусственным путем, бывали недостатки природных минералов. Сейчас в промышленных масштабах получают кварц, слюду (правильнее, слюды, потому что это разные по составу минералы), криолит 3NaF · AlF³, рубин и сапфир А1₂О₃ с добавками, исландский шпат CaF₂ и др. Как правило, эти кристаллы очень нужны для дальнейшего прогресса техники и науки. Вспомним, например, что "сердцем" первого лазера был искусственный рубин...