Mineraler: Mineraler: Byggstenarna
Mineraler föds av vätska, värme och tryck och bländar oss med sina hisnande färger och former och förvånar oss med sin användbarhet. De smids under jord, där krafter som har verkat i miljarder år fortsätter att skapa fler mineraler. Ett mineral är ett naturligt förekommande, oorganiskt (icke-levande) fast ämne med en specifik kemisk sammansättning.
När eleverna letar efter mineraler i sin egen omgivning kan de hitta ett enda mineralexemplar som marmor, som är ren kalcit. De kommer dock troligen att hitta stenar, som är blandningar av två eller flera mineraler. Granit, till exempel, med sina små flerfärgade korn, består av kvarts, fältspat och glimmer.
Kristaller: De flesta mineraler förekommer naturligt som kristaller. Varje kristall har ett ordnat, inre mönster av atomer, med ett distinkt sätt att låsa in nya atomer i detta mönster för att upprepa det om och om igen. Formen på den resulterande kristallen – t.ex. en kub (som salt) eller en sexsidig form (som en snöflinga) – speglar atomernas inre arrangemang. När kristaller växer orsakar skillnader i temperatur och kemisk sammansättning fascinerande variationer. Men eleverna kommer sällan att hitta de perfekt formade mineralkristaller som de ser på ett museum i sin trädgård. Detta beror på att kristaller behöver idealiska växtförhållanden och utrymme för att kunna visa sin geometriska form och sina plana ytor. När många olika kristaller växer i närheten av varandra, griper de in i varandra och bildar en konglomeratformad massa. Detta är fallet med de flesta stenar, t.ex. den ovan nämnda graniten, som består av många små mineralkristaller. De exemplar av museikvalitet som visas på bilderna här växte i rymliga miljöer som gjorde det möjligt för de geometriska formerna att bildas obehindrat.
Atomernas inre arrangemang bestämmer alla mineralens kemiska och fysiska egenskaper, inklusive färgen. Ljus interagerar med olika atomer för att skapa olika färger. Många mineraler är färglösa i rent tillstånd, men orenheter i atomstrukturen orsakar färg. Kvarts, till exempel, är normalt färglös, men förekommer i en rad olika färger från rosa till brunt till det djupt lila hos ametist, beroende på antalet och typen av föroreningar i dess struktur. I färglöst tillstånd liknar kvarts is. Faktum är att roten till kristall kommer från det grekiska ordet krystallos – is – eftersom de gamla grekerna trodde att klar kvarts var is som var frusen så hårt att den inte kunde smälta.
Vetenskapsmän brukar beskriva kristaller som ”växande”, även om de inte är levande. I underjordiska trädgårdar förgrenar de sig och sträcker sig när triljoner atomer kopplas samman i regelbundna tredimensionella mönster. Varje kristall börjar liten och växer när fler atomer läggs till. Många växer från vatten som är rikt på upplösta mineraler, men de växer också från smält sten och till och med från ånga. Under påverkan av olika temperaturer och tryck kombineras atomerna till en fantastisk mängd kristallformer. Det är denna variation och perfektion av form och symmetri som länge har lockat vetenskapsmännen att studera mineraler. symmetri är ett regelbundet, upprepat mönster av beståndsdelar. Symmetri finns överallt i naturen – fjärilens parade vingar, solrosans snurror och kronblad, snöflingornas mönster, spindelns ben – och mineralerna är inget undantag. I kristaller förekommer dessa upprepade mönster i den grundläggande atomstrukturen och återspeglar mönstret av kristallens ytor. Du kan ofta se den karakteristiska symmetrin hos en mineralkristall med blotta ögat, men om kristallen är liten kan du behöva titta på den med ett förstoringsglas eller mikroskop (vilket kommer att demonstreras i lektionsplan 2). Att känna igen symmetriska mönster i kristaller kan vara svårt till en början, men erfarenhet hjälper: ju fler exemplar du tittar på, desto mer symmetri – och kristaller – kommer du att känna igen. Vissa exemplar har dock inte välformade kristaller och är svåra att klassificera även för experter.
Localizador
Blog Network
