Anda menemukan mineral setiap hari, dari kuarsa di dalam arloji Anda hingga batu permata yang Anda kenakan di jari-jari Anda, namun Anda mungkin tidak menyadari banyaknya mineral di Bumi. Ribuan mineral telah ditemukan, tetapi hanya sekitar 200 yang umum bagi orang kebanyakan. Manusia tidak dapat hidup tanpa mineral karena mereka menjaga tubuh manusia berfungsi normal. Orang-orang menggunakan mineral setiap hari di dalam tubuh mereka dan di banyak industri, tetapi mineral tidak dapat dibuat oleh manusia.
Pengertian Mineral
Mineral adalah unsur atau senyawa kimia yang biasanya berbentuk kristal dan telah terbentuk sebagai hasil dari proses geologis. Contohnya termasuk kuarsa, mineral feldspar, kalsit, belerang dan mineral tanah liat seperti kaolinit dan smektit.
Ciri Mineral
Mineral selalu terjadi di alam, mereka padat dan anorganik. Mereka memiliki struktur kristal dan setiap mineral memiliki komposisi kimia yang unik.
Mineral bersifat Alami
Anda harus menemukan mineral di alam; zat yang dibuat di laboratorium tidak memenuhi syarat. Meskipun beberapa produk laboratorium menyerupai mineral, mereka bukan mineral sejati. Zirkonia kubik dan korundum sintetis, zat yang menyamar sebagai rubi atau safir di cincin kelulusan sekolah menengah, bukanlah mineral yang benar karena, meskipun mereka sesuai dengan karakteristik mineral lainnya, mereka tidak terjadi di alam. Tidak semua kristal yang terjadi secara alami adalah mineral; opal dan ambar, getah pohon kuno yang telah menjadi fosil, bukan mineral. Zat yang disebut mineraloid mungkin terlihat seperti mineral tetapi bukan karena mereka tidak memenuhi semua persyaratan untuk itu.
Mineral bersifat anorganik
Mineral tidak termasuk golongan senyawa organik apa pun, yang termasuk zat seperti karbohidrat, protein, dan lemak yang dibuat oleh makhluk hidup. Hampir semua mineral yang diketahui berasal dari proses anorganik – kegiatan yang tidak dapat dilakukan oleh makhluk hidup. Beberapa mineral, seperti mutiara dan cangkang beberapa makhluk, memang berasal dari proses organik. Semua zat organik mengandung karbon. Zat anorganik juga bisa mengandung karbon; tetapi karbon biasanya berikatan dengan unsur selain hidrogen dan tidak membentuk rantai panjang seperti pada karbohidrat dan lemak.
Mineral adalah padatan
Mineral tidak bisa berupa cairan atau gas; mereka hanya ada sebagai benda padat, suatu keadaan materi yang memiliki jumlah tatanan yang tinggi. Ion, yang diisi atom, terikat bersama untuk membentuk mineral, yang memberi mereka struktur yang solid. Padatan memiliki volume dan bentuk yang jelas, dan molekul-molekulnya biasanya tidak dapat ditekan lebih jauh. Strukturnya kaku, artinya partikel dalam mineral tidak bergerak. Padatan bisa berupa kristal atau amorf. Padatan kristal seperti mineral memiliki pola berulang, sedangkan padatan amorf seperti kaca tidak.
Komposisi Kimia Yang Jelas
Setiap mineral memiliki kombinasi atomnya sendiri yang tidak dapat ditemukan di mineral lain mana pun. Sebagai contoh, garam adalah mineral yang terdiri dari ion natrium dan klor yang terikat bersama dalam pola berulang. Berlian, di sisi lain, hanya memiliki satu jenis atom: karbon. Atom karbon bergabung sangat erat dalam jenis ikatan kimia yang berbeda dari yang bertanggung jawab untuk membentuk garam, membuat berlian menjadi zat yang paling sulit di Bumi. Beberapa mineral, seperti emas, perak, tembaga dan berlian, hanya memiliki satu jenis elemen di dalamnya. Kelompok mineral terbesar mengandung beberapa bentuk silikat, kombinasi atom silikon dan oksigen.
Struktur Kristal
Mineral membentuk kristal yang mengandung susunan atom atau ion yang berulang. Setiap bagian berulang dari kristal adalah sel satuan yang mengambil bentuk yang berbeda tergantung pada ukuran ion atau atom dan bagaimana hal itu menarik partikel lain. Kristal biasanya mengambil satu dari enam bentuk umum. Bentuk kubik dan tetrahedral mendominasi, meskipun ada yang lebih jarang. Mineral memiliki struktur kristal yang terbentuk dalam dua cara. Magma atau lava – batu panas yang meleleh yang berasal dari gunung berapi – dapat mengkristal untuk membentuk mineral. Mineral mengkristal juga terbentuk di lautan ketika endapan air larut di area tertentu. Kristal muncul ketika air menguap.
Sifat mineral
Mineral memiliki komposisi kimia yang khas dan struktur atom yang sangat teratur.
Mineral dapat dengan mudah diidentifikasi oleh beberapa sifat fisik seperti kekerasan, kilau, goresan dan pembelahan. Misalnya, bedak mineral sangat lunak dan mudah tergores sedangkan mineral kuarsa cukup keras dan tidak mudah tergores.
Sifat fisik mineral
Klasifikasi mineral berkisar dari sederhana hingga sulit. Mineral dapat diidentifikasi oleh beberapa sifat fisik, beberapa di antaranya cukup untuk identifikasi penuh tanpa dalih. Dalam kasus lain, mineral hanya dapat diklasifikasikan dengan analisis difraksi optik, kimia atau X-ray yang lebih kompleks; metode ini, bagaimanapun, dapat mahal dan memakan waktu. Sifat fisik yang diterapkan untuk klasifikasi meliputi struktur dan kebiasaan kristal, kekerasan, kilau, diaphaneity, warna, coretan, belahan dada dan fraktur, dan berat jenis. Tes lain yang kurang umum termasuk fluoresensi, fosfororesensi, magnetisme, radioaktivitas, keuletan (respons terhadap perubahan bentuk atau bentuk yang diinduksi secara mekanis), piezoelektrik dan reaktivitas terhadap asam encer.
Struktur kristal
Pengamatan yang cermat terhadap bentuk kristal adalah salah satu cara terbaik untuk mengklasifikasikan dan membedakan antara berbagai mineral.
Padatan kristal terdiri dari pola atom, molekul atau ion konstituen berulang yang memanjang dalam ketiga dimensi spasial.
Sejumlah bentuk kristal telah ditemukan di alam. Hanya ada 7 kelompok, atau sistem kristal, di mana semua kristal yang terjadi secara alami dapat ditempatkan.
Struktur kristal dihasilkan dari penataan ruang geometri atom yang teratur dalam struktur internal mineral. Struktur kristal ini didasarkan pada susunan atomik atau ionik internal reguler yang sering dinyatakan dalam bentuk geometris yang diambil kristal. Bahkan ketika butiran mineral terlalu kecil untuk dilihat atau bentuknya tidak beraturan, struktur kristal yang mendasarinya selalu periodik dan dapat ditentukan dengan difraksi sinar-X.
Mineral biasanya dijelaskan oleh konten simetri mereka. Kristal dibatasi hingga 32 titik kelompok, yang berbeda oleh simetri mereka. Kelompok-kelompok ini pada gilirannya digolongkan ke dalam kategori yang lebih luas, yang paling banyak mencakup ini adalah enam keluarga kristal.
Keluarga-keluarga ini dapat digambarkan oleh panjang relatif dari tiga sumbu kristalografi, dan sudut di antara mereka; hubungan ini sesuai dengan operasi simetri yang mendefinisikan kelompok titik yang lebih sempit. Mereka dirangkum di bawah ini; a, b, dan c mewakili sumbu, dan α, β, γ mewakili sudut yang berlawanan dengan sumbu kristalografi masing-masing (misalnya α adalah sudut yang berlawanan dengan sumbu-a, yaitu sudut antara sumbu b dan c):
Kekerasan
Kekerasan mineral menentukan seberapa besar ia bisa menahan goresan. Sifat fisik ini dikendalikan oleh komposisi kimia dan struktur kristal mineral. Kekerasan mineral tidak selalu konstan untuk semua sisi, yang merupakan fungsi dari strukturnya; kelemahan kristalografi membuat beberapa arah lebih lembut dari yang lain. Contoh dari properti ini ada dalam kyanite, yang memiliki kekerasan Mohs 5½ sejajar dengan [001] tetapi 7 sejajar dengan [100].
Skala pengukuran yang paling umum adalah skala kekerasan Mohs ordinal. Didefinisikan oleh sepuluh indikator, mineral dengan indeks yang lebih tinggi menggores yang di bawahnya. Skala berkisar dari bedak, filosilikat, hingga intan, karbon polimorf yang merupakan bahan alami paling sulit.
Warna dan coretan
Warna biasanya bukan properti diagnostik mineral. Yang ditampilkan adalah uvarovite hijau (kiri) dan grossular merah-merah muda (kanan), keduanya garnet. Fitur diagnostik akan mencakup kristal dodecahedral, kilau resin, dan kekerasan sekitar 7.
Warna adalah sifat paling jelas dari suatu mineral, tetapi seringkali bersifat non-diagnostik. Ini disebabkan oleh radiasi elektromagnetik yang berinteraksi dengan elektron (kecuali dalam kasus pijar, yang tidak berlaku untuk mineral). Dua kelas elemen yang luas (idiochromatic dan allochromatic) didefinisikan sehubungan dengan kontribusinya terhadap warna mineral: Elemen idiochromatic sangat penting untuk komposisi mineral; kontribusi mereka terhadap warna mineral bersifat diagnostik.
Contoh mineral tersebut adalah perunggu (hijau) dan azurit (biru). Sebaliknya, unsur-unsur alokromatik dalam mineral hadir dalam jumlah jejak sebagai pengotor. Contoh dari mineral seperti itu adalah varietas ruby dan safir dari mineral korundum. Warna-warna mineral pseudokromatik adalah hasil dari gangguan gelombang cahaya. Contohnya termasuk labradorit dan bornit.
Batuan dan mineral
Batuan adalah kumpulan mineral dan tidak perlu memiliki komposisi kimia tertentu. Beberapa batuan sebagian besar terdiri dari hanya satu mineral. Misalnya, batu kapur adalah batuan sedimen yang hampir seluruhnya terdiri dari mineral kalsit.
Contoh Mineral
Talek dan kuarsa
Talek dan kuarsa adalah mineral umum, dibedakan oleh sifat fisik yang berbeda. Talek lembut, mudah tergores dan memiliki rasa berminyak. Kuarsa keras dan memiliki penampilan seperti kaca atau kaca.
Mineral sering digunakan dalam produksi keramik.
Granit
Diagram ini adalah skematik yang diperbesar yang menunjukkan mineral make-up dari batuan beku yang dikenal sebagai granit. Mineral utama yang hadir adalah Felspar, mika, dan kuarsa. Susunan mineral-mineral ini dalam batuan adalah murni acak.
Batuan lain mengandung banyak mineral, dan mineral spesifik dalam batu dapat sangat bervariasi. Granit terutama terdiri dari mineral feldspar, kuarsa dan mika.
Ketika mineral feldspar hadir dalam batuan mengalami pelapukan, mereka terurai untuk membentuk mineral tanah liat seperti kaolinit (mineral utama dalam tanah liat kaolin) dan smektit (mineral utama dalam tanah liat bentonit).
Bijih – batuan kaya mineral
Batuan dari mana mineral ditambang untuk tujuan ekonomi disebut sebagai bijih. Misalnya, di tambang Martha di Waihi, tubuh bijih adalah batu kuarsa yang memiliki sejumlah kecil perak dan emas yang tertanam di dalamnya. Bijih ditambang, dihancurkan dan diperlakukan secara kimia untuk melepaskan hadiah emas dan perak.