المعدن Mineral
- المعدن هو مادة صلبة غير عضوية توجد في الطبيعة، لها تركيب كيميائي وشكل بلوري ثابت.
الخصائص العامة للمعادن Mineral Characteristics
- تتكون القشرة الأرضية من 3000 معدن تقريباً.
- المعدن Mineral مادة طبيعية، صلبة، غير عضوية لها مكونات كيميائية معينة، وبناء بلوري محدد.
- هذه المعادن كونت الصخور وشكلت سطح الأرض.
- قد ساعدت بعض المعادن في تشكيل الحضارة الإنسانية؛ فقد حدث تقدم في مرحلة ما قبل التاريخ عندما تمكن الإنسان وقتئذ من استخلاص فلز ،الحديد، واستعماله في صنع أدواته.
(1) تتكون بشكل طبيعي وغير عضوي Naturally occurring and inorganic
- تتكون المعادن بطرائق طبيعية. لذا، فإن الألماس الصناعي والمواد الأخرى التي تم تحضيرها في المختبرات لا تعد معادن.
- المعادن مواد غير عضوية؛ فليست مكونة من مادة حية، ولا من مادة كانت حية، أو ناشئة عن نشاط حيوي.
- بناء على هذه الخاصية يعد الملح معدناً، أما السكر الذي يستخرج من النبات فليس معدنًا.
- ماذا عن الفحم الحجري مثلاً؟ الفحم الحجري ليس معدناً؛ لأنه تكون من مواد عضوية قبل ملايين السنين.
(2) بناء بلوري محدد Definite crystalline structure
- المعدن له بناء بلوري محدد، وهذا يعني أن الذرات مرتبة في بناء هندسي منتظم ومتكرر، وينتج عن هذا البناء البلورة.
- البلورة Crystal هي جسم صلب تترتب فيه الذرات بنمط متكرر. وغالبًا ما يمثل البناء الداخلي المنتظم شكل البلورة نفسها.
- عندما يتوافر للمعدن حيّز فإنه ينمو فيه أحيانا مكونا بلورة كبيرة مكتملة الأوجه كالتي في الشكل التالي:
- إلا أن البلورات المكتملة الأوجه نادرة الوجود.
- أما الأكثر شيوعًا فهي بلورات غير مكتملة الأوجه، ومنها المبينة في الشكل التالي لنموها في حيز محصور (مغلق)، ولا ينعكس بناؤها الذري الداخلي على شكلها الخارجي.
(3) مواد صلبة ذات تراكيب محددة Solids with specific compositions
- المواد الصلبة لها شكل وحجم محددان، أما السوائل والغازات فليس لهم ذلك، لذا لا يعدان من المعادن.
- لكل نوع من المعادن مكونات كيميائية خاصة به، وقد تكون هذه المكونات محددة أو متغيرة إلى حد ما.
- القليل من المعادن ومنها المعادن الحرة (الأصلية) - وتشمل النحاس والفضة والكبريت مكون من عنصر واحد فقط كما بالشكل التالي:
- أما معظم المعادن فمكون من مركبات؛ فمعدن الكوارتز (SiO2) مثلاً؛ مكون من ذرتين من الأكسجين وذرة واحدة من السيليكون.
- رغم وجود معادن أخرى تحتوي على السيليكون والأكسجين، إلا أن نسب هذين العنصرين وترتيبهما في الكوارتز خاصيتان ينفرد بهما هذا المعدن.
(4) التغيرات في المكونات الكيميائية Variation in composition
- قد تختلف المكونات الكيميائية لبعض المعادن قليلاً تبعاً للظروف التي تتكون عندها بلوراتها.
- فمعادن الفلسبار البلاجيو كليزي مثلا في الشكل التالي تتفاوت مكوناتها من معدن الألبيت الغني بالصوديوم الذي يتكون في درجات حرارة منخفضة، إلى معدن الأنورثيت الغني بالكالسيوم الذي يتكون في درجات حرارة مرتفعة.
- عندما يتبلور المعدن عند درجات حرارة متوسطة يدخل كل من الصوديوم والكالسيوم في البناء البلوري منتجين طبقات متبادلة تسمح للضوء بالانكسار والتشتت، مسببين ظهور المعدن بألوان متدرجة، كما في معدن اللابرادوریت وينتج عن هذا التغير الطفيف في مكونات المعدن الكيميائية تغيّر في مظهره الخارجي.
