Les minéraux sont des substances solides naturelles, avec une composition chimique définie et une structure cristalline spécifique. Ce sont les éléments constitutifs des rochers et constituent la majorité de la croûte de la Terre. Voici une ventilation de leur composition:
1. Composition chimique:
* Éléments: Les minéraux sont principalement composés d'éléments, qui sont les éléments fondamentaux de la matière.
* Formules chimiques: Chaque minéral a une formule chimique spécifique qui définit les proportions de ses éléments constitutifs. Par exemple, la formule chimique du quartz est sio₂ (dioxyde de silicium), ce qui signifie qu'elle est composée d'atomes de silicium et d'oxygène dans un rapport 1:2.
* ions: Dans un minéral, les éléments existent souvent sous forme d'ions, d'atomes avec une charge électrique positive ou négative. Cette charge les aide à former des liaisons stables avec d'autres ions, créant la structure du minéral.
2. Structure cristalline:
* Arrangement ordonné: Les atomes dans un minéral sont disposés dans un motif de répétition spécifique, tridimensionnel, appelé réseau cristallin. Cet ordre est ce qui donne aux minéraux leurs formes caractéristiques, leur dureté et leurs autres propriétés physiques.
* Types de liaisons: Les atomes d'un réseau cristallin sont maintenus ensemble par différents types de liaisons, y compris les forces ioniques, covalentes, métalliques et van der Waals. Ces liaisons influencent la stabilité, le point de fusion d'un minéral et d'autres propriétés.
3. Variations de composition:
* Solutions solides: Certains minéraux peuvent avoir des compositions variables dans leur formule chimique. Cela signifie que différentes quantités d'éléments spécifiques peuvent être présentes tout en conservant la même structure cristalline. Par exemple, l'olivine (Mg, Fe) ₂sio₄ peut avoir des quantités variables de magnésium et de fer.
* Polymorphisme: Certains éléments peuvent former des minéraux différents avec la même composition chimique mais différentes structures cristallines. Par exemple, le diamant et le graphite sont tous deux en carbone pur mais ont des structures et des propriétés très différentes.
4. Groupes minéraux majeurs:
* silicates: Le groupe de minéraux le plus grand et le plus important, comprenant plus de 90% de la croûte terrestre. Ils sont composés de silicium et d'oxygène, formant diverses structures complexes.
* Carbonates: Minéraux contenant le carbonate (co₃) ²⁻ anion. Les exemples incluent la calcite (Caco₃) et la dolomite (CAMG (CO₃) ₂).
* oxydes: Les minéraux contenant de l'oxygène combiné avec un métal. Les exemples incluent l'hématite (Fe₂o₃) et la magnétite (Fe₃o₄).
* Sulfures: Les minéraux contenant du soufre combinés avec un métal. Les exemples incluent la pyrite (fes₂) et la galène (PBS).
* sulfates: Les minéraux contenant du soufre combinés avec de l'oxygène et un métal. Les exemples incluent le gypse (caso₄ · 2h₂o) et la baryte (baso₄).
* Halides: Les minéraux contenant des éléments halogènes comme le chlore, le fluor, le brome et l'iode. Les exemples incluent l'halite (NaCl) et la fluorite (CAF₂).
5. Identification des minéraux:
* Propriétés physiques: Les minéraux peuvent être identifiés en fonction de leurs propriétés physiques uniques, telles que la couleur, la séquence, la dureté, le lustre, le clivage et la forme cristalline.
* tests chimiques: Des tests chimiques spécifiques peuvent également aider à identifier les minéraux en observant des réactions avec des acides ou d'autres produits chimiques.
* diffraction des rayons X: Cette technique est utilisée pour déterminer la structure cristalline d'un minéral, fournissant une identification définitive.
Comprendre la composition des minéraux est crucial pour les géologues, les minéralogistes et d'autres scientifiques qui étudient les matériaux et les processus de la Terre. Il nous aide à découvrir la formation de roches, la distribution des ressources et l'évolution de notre planète.
