Глава 1. Что такое минералы?
Если вы живете в городе, то минералы окружают вас практически повсюду. Из них сделаны дома, они обеспечивают вас электричеством, вы их едите, используете как лекарство.
Что же такое минералы?
Слово «минерал» происходит от латинского «minera» – руда.
Это природное химическое соединение, образующееся в результате естественных физико-химических и геологических процессов в земной коре или на ее поверхности.
То есть это, во-первых, природное вещество.
Но наука не стоит на месте.
Ученые научились синтезировать искусственные минералы. И кристаллы кварца для различных областей промышленности, и камни для изготовления ювелирных изделий.
Во-вторых, обратим внимание на происхождение минерала.
В определении указано, что они образуются в результате физико-химических и геологических процессов.
Если говорить конкретнее, то на формирование минерала влияют процессы, которые происходят как внутри планеты Земля (вулканическая активность), так и снаружи (атмосферные явления, ветер, солнечная активность, влажность, химический состав почв, жизнедеятельность животных и растений).
Мы с вами исследователи, которые стараются как можно более объективно смотреть на мир и видеть его как можно более адекватно. Поэтому начнем с наук, которые изучают минералы.
Прежде всего, это минералогия – наука, занимающаяся изучением физико-химических свойств минералов, процессов их образования и размещения в земной коре.
Минералы состоят из атомов, соединенных между собой различными типами химических связей.
Физические свойства минералов определяются химическим составом минерала и типом химических связей между атомами.
Какими могут быть физические свойства минералов?
Это привычные нам оптические свойства, определяющие цвет, прозрачность, блеск, присущий камням.
А также особые свойства. Например, двойное лучепреломление, характерное для исландского шпата. Благодаря этому свойству минерал может использоваться в сложных оптических приборах, в том числе, в микроскопах, а мы можем изучать те области окружающего мира, которые не доступны нашему невооруженному глазу.
Это и механические свойства минералов: хрупкость, ковкость, упругость, плотность.
Они учитываются при использовании минералов как строительного материала, как вещества для определенных областей промышленности.
Электрические свойства (электропроводность, пьезоэлектричество, пироэлектричество) минералов делают возможной работу точных и сложных приборов, которые обеспечивают наш быт и продвигают науку вперед.
Это магнитные свойства минералов, которые позволяют оперировать магнитным полем как самих минералов, так и окружающих их предметов.
Самые внимательные заметят, каковы минералы на вкус, запах и ощупь. Но такого рода исследования не всегда безопасны. Есть множество минералов, содержащих ядовитые вещества. Есть радиоактивные минералы.
Так что к таким экспериментам можно приступать только в том случае, если рядом с вами находится профессионал-минералог, или вы сами являетесь таким профессионалом.
Есть наука геммология. Она изучает драгоценные камни и их использование человеком. Происходит от латинского слова «gemma» – самоцвет, драгоценный камень, и греческого «logos» – слово, разум.
Есть кристаллология. Это наука о кристаллах, их структуре, возникновении и свойствах.
Кристаллы (от греческого «krystallos» – лед) – особые минералы, которые отличаются от других минералов тем, что, во-первых, они твердые, а во-вторых, атомы внутри них соединены в строго упорядоченную кристаллическую решетку.
Если вы были в минералогических музеях, то вы наверняка обратили внимание, что часто при минерах лежит модель их молекулярного строения в виде шариков, соединенных между собой палочками в определенную структуру наподобие магнитного детского конструктора.
Вы спросите: «Разве бывают нетвердые минералы?»
Да, конечно.
Дело в том, что каждое вещество (а минерал – это тоже вещество) может существовать в трех агрегатных состояниях: газ, жидкость и твердое тело.
Мы привыкли, что камни твердые. Но, обратим внимание, они твердые только в тех условиях, в которых мы живем. При именно этой температуре, этом давлении и этой плотности.
