Mineral

Mineral atau galian adalah sebatian semula jadi yang dibentuk menerusi proses geologi. Perkataan "mineral" merangkumi bukan hanya komposisi kimia sesuatu bahan tetapi juga struktur mineral. Komposisi mineral berbeza daripada unsur tulen dan garam mudah kepada silikat yang amat kompleks dengan beribu-ribu bentuk yang diketahui (sebatian organik biasanya tidak dikira). Kajian ke atas mineral ini dikenali sebagai mineralogi.

Takrifan dan pengelasan mineral

Untuk mengklasifikasikan sesuatu itu sebagai mineral yang sebenar, sesuatu bahan itu mesti berada dalam bentuk pepejal dan mempunyai struktur kekristalan.Ia juga mesti bukan dari bahan organik,terjadi secara semulajadi,dan mempunyai komposisi kimia yang tersendiri. Komposisi kimia mungkin berbeza-beza dengan mineral-mineral lain.Seperti contoh plagioclase dan feldspar, ia membentuk satu siri berterusan daripada kaya-natrium albite (NaAlSi₃O₈) hingga kaya-kalsium anorthite (CaAl₂Si₂O₈) dengan empat komposisi pertengahan yang dikenali di tengah-tengah. Bahan-bahan semacam mineral yang tidak mengikut definisi mineral kadangkala diklasifikasikan sebagai mineraloid. Bahan-bahan semulajadi yang wujud adalah bukan mineral. Mineral industri adalah satu bentuk komersial dan merujuk peada bahan-bahan komersil yang bernilai (lihat juga bahagian mineral dan batuan di bawah).

Struktur hablur ialah susunan ruang geometri atom yang teratur di dalam struktur dalaman mineral. Terdapat 14 susunan kekisi hablur atom yang asas dalam tiga dimensi yang tergolong dalam enam buah sistem hablur. Semua struktur hablur yang kini diketahui tergolong dalam salah satu daripada 14 susunan tersebut. Struktur hablur ini berdasarkan susunan atom atau ion dalaman yang tetap dan biasanya dapat dilihat dalam bentuk mineral. Walaupun jika butiran mineral adalah terlalu kecil untuk dilihat atau terlalu tak sekata, struktur hablur masih dapat ditentukan melalui analisis Sinar-X dan/atau mikroskopi optik.

Kimia dan struktur hablur bersama-sama mentakrifkan sesuatu mineral. Sebenarnya, dua atau lebih mineral boleh mempunyai kandungan kimia yang sama, tetapi berbeza dari segi struktur hablurnya (ini dikenali sebagai polimorf ). Umpamanya, kedua-dua pirit dan markasit merupakan ferum sulfida. Serupa juga, sesetengah mineral mempunyai kandungan kimia yang berbeza, tetapi mempunyai struktur hablur yang sama: umpamanya, halit (diperbuat daripada natrium dan klorin), galena (diperbuat daripada plumbum dan sulfur), dan periklas (diperbuat daripada magnesium dan oksigen) semuanya berkongsi struktur hablur kiub yang sama.

Struktur hablur amat mempengaruhi sifat-sifat fizik sesuatu mineral. Umpamanya, walaupun intan dan grafit mempunyai kandungan yang sama (kedua-dua ini ialah karbon tulen), grafit adalah amat lembut, manakala intan ialah mineral yang paling keras antara semua mineral yang diketahui.

Terdapat melebihi 4,000 mineral yang diketahui pada masa ini, menurut Persatuan Mineralogi Antarabangsa yang bertanggungjawab terhadap kelulusan dan penamaan spesies-spesies mineral baru yang terdapat di alam semula jadi.

Mineral dan batuan

Mineral ialah pepejal inorganik yang wujud secara semula jadi, dan mempunyai kandungan kimia serta struktur hablur yang tetap. Batuan ialah agregat satu atau lebih mineral. (Batuan boleh merangkumi sisa-sisa organik.) Mineral-mineral yang terkandung di dalam sesuatu batuan amat berbeza. Sesetengah mineral, seperti kuarza, mika, atau feldspar adalah mineral yang umum, manakala yang lain hanya boleh didapati di satu atau dua lokasi di seluruh dunia. Melebihi setengah daripada spesies-spesies mineral yang diketahui amat jarang didapati dan hanya terdapat di dalam sebilangan kecil sampel. Sebaliknya, banyak mineral yang diketahui hanya terdapat di dalam satu atau dua butiran yang kecil.

Mineral dan batuan yang bernilai dari segi komersil dirujuk sebagai mineral industri.

Sifat fizik mineral

Pengelasan mineral berbeza-beza antara yang mudah sehingga yang amat sukar. Sesuatu mineral boleh ditentukan melalui beberapa sifat fizik, dengan sesetengah mineral dapat dikenal pasti secara penuh tanpa kekaburan. Dalam kes-kes yang lain, mineral hanya boleh dikelaskan melalui analisis belauan sinar-X; bagaimanapun, kaedah-kaedah ini amat mahal, menelan banyak masa, dan kekadangnya juga boleh merosakkan sampel.

Sifat-sifat fizik yang biasa digunakan adalah seperti yang berikut:

Struktur dan tabii hablur : Sila lihat perbincangan struktur hablur di atas. Sesuatu mineral boleh menunjukkan tabii atau bentuk hablur yang baik, atau ia boleh berbentuk besar, berbutir, atau padat, dengan hablur-hablur yang hanya boleh dilihat melalui mikroskop.

Kekerasan : Kekerasan fizik sesuatu mineral biasanya diukur mengikut skala kekerasan mineral Mohs.

Kilau menunjukkan cara bagaimana permukaan sesuatu mineral bertindak balas dengan cahaya dan boleh berbeza-berbeza antara suram hingga kekaca:
- Bak logam: kebolehpantulan tinggi seperti logam, misalnya galena
- Sublogam: kebolehpantulannya kurang daripada kebolehpantulan logam, misalnya magnetit
- Kekaca: kilau kaca pecah, misalnya kuarza
- Bak mutiara: cahaya yang amat lembut yang ditunjukkan oleh sebilangan silikat lapisan, misalnya [talkum]]
- Bak sutera: cahaya lembut yang ditunjukkan oleh bahan-bahan berserat, misalnya gipsum
- Suram/bak tanah: ditunjukkan oleh mineral-mineral hablur yang halus, misalnya hematit jenis karang ginjal.

Warna menunjukkan wajah mineral-mineral lut cahaya dalam cahaya terpantul atau cahaya terhantar (iaitu wajahnya pada mata kasar).

Corek merujuk kepada warna serbuk yang ditinggalkan oleh sesuatu mineral selepas ia digosok pada keping corek porselin yang tak gerlis.

Belahan menghuraikan bagaimana sesuatu mineral boleh pecah dengan cara-cara yang berlainan. Untuk keratan yang nipis, belahan boleh dilihat sebagai garisan-garisan selari yang halus melintasi sesuatu mineral.

Fraktur menghuraikan bagaimana sesuatu mineral boleh pecah bertentangan dengan satah-satah belahan semula jadinya, misalnya fraktur konkoid ialah fraktur licin, dengan rabung-rabung sepusat yang serupa jenisnya dengan kaca.

Graviti tentu mengaitkan jisim mineral dengan jisim air yang sama isi padunya, iaitu ketumpatannya. Walaupun kebanyakan mineral, termasuk semua mineral yang membentuk batuan, mempunyai graviti tentu antara 2.5 - 3.5, sebilangan kecilnya jelas lebih atau kurang padat, umpamanya banyak mineral sulfida mempunyai graviti tentu yang tinggi, berbanding dengan mineral-mineral yang biasa membentuk batuan.

Sifat-sifat lain: Pendarfluor (respons terhadap cahaya ultraungu), magnetisme, keradioaktifan, kekukuhan (respons terhadap perubahan-perubahan bentuk yang diaruh secara mekanik), dan kereaktifan terhadap asid-asid cair.