Mineralen zijn stoffen die op natuurlijke wijze in de aarde worden gevormd. Het zijn de bouwstenen van gesteenten.
Mineralen zijn meestal vast, anorganisch, hebben een kristalstructuur, en ontstaan op natuurlijke wijze door geologische processen.
De studie van mineralen wordt mineralogie genoemd.
Een mineraal kan bestaan uit één chemisch element of, meer gebruikelijk, uit een verbinding. Er zijn meer dan 4.000 soorten mineralen bekend. Twee veel voorkomende mineralen zijn kwarts en veldspaat.
Een mineraal is een stof die gewoonlijk
Een recente definitie is:
"Een mineraal is een homogene (d.w.z. samengesteld uit delen of elementen die alle van dezelfde soort zijn) in de natuur voorkomende stof met een bepaalde, maar niet noodzakelijkerwijs vaste chemische samenstelling. De meeste mineralen zijn vaste stoffen met een geordende atomaire rangschikking, en de meeste zijn anorganisch in de chemische zin van dat woord".
Een mineraal is ook een mineraal dat als zodanig is geregistreerd door de Internationale Mineralogische Vereniging.
Mineralen zijn verschillend van gesteenten. Een mineraal is een chemische verbinding met een bepaalde samenstelling en een welbepaalde kristalstructuur. Een gesteente is een mengsel van een of meer mineralen, in wisselende verhoudingen.
Een gesteente heeft slechts twee kenmerken van mineralen: het is een vaste stof en het vormt zich op natuurlijke wijze. Een gesteente bevat meestal twee of meer soorten mineralen. Twee monsters van hetzelfde type gesteente kunnen verschillende soorten mineralen bevatten. Mineralen zijn altijd opgebouwd uit dezelfde materialen in bijna dezelfde verhoudingen. Een robijn is een mineraal. Daarom heeft een robijn die in India wordt gevonden een vergelijkbare samenstelling als een robijn die in Australië wordt gevonden.
Mineralen worden gevormd door natuurlijke processen. Enkele stoffen met dezelfde chemische samenstelling als mineralen kunnen door levende wezens worden geproduceerd als onderdeel van hun schelpen of beenderen. De schelpen van weekdieren bestaan uit calciet of aragoniet, of beide.
Van oudsher worden chemische stoffen die door levende wezens worden geproduceerd, niet als mineralen beschouwd. Het is echter moeilijk in te zien waarom een organische stof geen mineraal zou mogen worden genoemd als haar chemische aard en kristallijne structuur identiek zijn aan haar anorganische tweelingbroer. Deze kwestie staat thans ter discussie: zie Railsback deel II.
Mineralen worden op vele manieren gevormd. Het mineraal haliet, dat als keukenzout wordt gebruikt, ontstaat wanneer water verdampt in een heet, ondiep deel van de oceaan, waarbij het zout dat het bevatte achterblijft. Veel soorten mineralen ontstaan wanneer gesmolten gesteente, of magma, afkoelt en in een vaste stof verandert. Talk, een mineraal dat kan worden gebruikt om babypoeder te maken, wordt diep in de aarde gevormd wanneer hoge druk en temperatuur veranderingen in vast gesteente veroorzaken.
Het bijzondere is, dat de meeste mineralen hun ontstaan te danken hebben aan het leven, of tenminste aan de Grote Zuurstofwisseling. "Stevige mineralen in plaats van fragiele organische resten kunnen de meest robuuste en blijvende tekenen van biologie zijn".
Een mineraal is een vaste stof, d.w.z. het heeft een bepaald volume en een ruwe vorm. Volume verwijst naar de hoeveelheid ruimte die een voorwerp inneemt. Een golfbal heeft bijvoorbeeld een kleiner volume dan een honkbal, en een honkbal heeft een kleiner volume dan een basketbal.
Een stof die vloeibaar of gasvormig is, is geen mineraal. In sommige gevallen is de vaste vorm echter wel een mineraal. Zo is bijvoorbeeld vloeibaar water geen mineraal, maar ijs wel.
Deze eigenschappen worden het vaakst gebruikt:
De ijsdeeltjes waaruit vorst bestaat hebben gladde, platte oppervlakken. Deze vlakke oppervlakken ontstaan door de ordening van de atomen in het ijs, dat een mineraal is. Een dergelijke interne ordening is een kenmerk van mineralen. Het is de structuur van een kristal, een vaste stof waarin de atomen zijn gerangschikt in een ordelijk, zich herhalend driedimensionaal patroon.
Elk mineraal heeft zijn eigen type kristalstructuur. In sommige gevallen hebben twee mineralen dezelfde chemische samenstelling maar verschillende kristalstructuren. Zo bestaan bijvoorbeeld diamant en grafiet beide uit slechts één element - koolstof. Maar de schikking van de koolstofatomen in deze twee mineralen is niet dezelfde, zodat zij verschillende kristalstructuren en zeer verschillende eigenschappen hebben. Diamanten zijn extreem hard en hebben een schitterende schittering. Grafiet is zacht, grijs en dof.
In de natuur is een perfect kristal zeldzaam. De meeste kristallen hebben onvolmaakte vormen omdat hun groei werd beperkt door andere kristallen die zich ernaast vormden.
Elk mineraal heeft een bepaalde chemische samenstelling: het bestaat uit een specifieke combinatie van atomen van bepaalde elementen. Een element is een stof die slechts één soort atoom bevat.
Wetenschappers kunnen mineralen in groepen indelen op basis van hun chemische samenstelling. Hoewel er duizenden verschillende mineralen zijn, komen er slechts een dertigtal voor in de aardkorst. Deze 30 mineralen vormen de meeste gesteenten in de korst. Daarom worden ze gesteentevormende mineralen genoemd.
Er zijn nog vele andere groepen mineralen.
Mensen gebruiken mineralen voor vele dagelijkse doeleinden. Telkens wanneer mensen een microgolfoven of een TV aanzetten, worden mineralen gebruikt. Het koper in de draden die de elektriciteit naar het apparaat vervoeren, is gemaakt van een mineraal. Keukenzout of haliet is een ander mineraal dat mensen in hun dagelijks leven gebruiken.