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Mineralien

Mineralien (Minerale) sind anorganische Festkörper mit einem definierten chemischen Aufbau, die kristallin vorliegen, in der Natur vorkommen und durch geologische Prozesse entstanden sind. Typische Beispiele sind Calcit, Dolomit, Fluorit, Graphit, Schwefel, Gold, Glimmer, Gips, Quarz, Hämatit und Malachit. Es existieren Tausende Vertreter, wobei nur wenige für die Gesteinsbildung verantwortlich sind. Mineralien werden unter anderem für die Gewinnung von Metallen, für Schmuck, als Edelsteine, für Kunst, in der Esoterik sowie als Rohstoffe für die Herstellung von Arzneimitteln verwendet. Gesteine sind keine Mineralien, aber sie sind aus ihnen aufgebaut.

synonym: Minerale, Minerals

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Mineralien (Minerale) sind unter anderem als Edelsteine, Schmuck, Kunstwerke, Arzneimittel und als Erze für die Gewinnung von Metallen im Handel. Aufgrund ihrer vielfältigen Einsatzgebiete sind sie für unsere Zivilisation von zentraler Bedeutung. Gesteine werden seit der Steinzeit von Homo sapiens und seinen Vorläufern wie Homo erectus genutzt.

Struktur und Eigenschaften

Mineralien sind anorganische Festkörper mit einem definierten und einheitlichen chemischen Aufbau, die kristallin vorliegen, in der Natur vorkommen und durch geologische Prozesse entstanden sind. Dazu zählen auch chemische Elemente, die in der Natur gediegen gefunden werden, also beispielsweise Gold, Schwefel, Platin, Kohlenstoff oder Silber. Gesteine sind keine Mineralien, aber sie sind aus einem oder mehreren von ihnen aufgebaut, z.B. Granit aus Feldspat, Quarz und Glimmer. Sie haben einen magmatischen (z.B. Basalt) oder metamorphen Ursprung (z.B. Gneiss) oder es sind Sedimentgesteine (z.B. Kalkstein, Sandstein).

Weshalb sind Mineralien fest und was hält sie im Inneren zusammen? Es sind die Wechselwirkungen zwischen den Ionen und Elementen, z.B. ionische Wechselwirkungen, Komplexbildungen, die metallische Bindung und kovalente Bindungen.

Die häufigsten Elemente in den Mineralien der Erdkruste sind Sauerstoff, Silicium, Aluminium, Eisen, Magnesium, Calcium, Natrium und Kalium.

Der Amethyst besteht aus dem Mineral Quarz (Siliciumdioxid) mit geringen Mengen Eisen (Naturmuseum St. Gallen), zum Vergrössern anklicken. Foto © PharmaWiki

Amorphe Mineralien wie natürliches Glas werden als Mineraloide bezeichnet. Sie erfüllen nicht alle Anforderungen, die an ein echtes Mineral gestellt werden.

Mineralien sind anorganisch. Selten können sie auch aus Lebewesen entstehen, z.B. Apatit im Knochen oder Calcit aus Muscheln und Korallen. Es wird von einer Biomineralisation und Biomineralien gesprochen. Im engeren Sinn gehören sie nicht zu den Mineralien. Bernstein ist kein Mineral, weil es sich um einen fossiles Harz mit einem organischen Ursprung handelt.

Es sind Tausende Minerale bekannt, aber der grösste Anteil der Erdkruste besteht nur aus einigen wenigen, die als gesteinsbildend bezeichnet werden. Die Elemente der Minerale sind grösstenteils in Sternen und Supernovae entstanden und sie sind ein Teil der unbelebten Lithosphäre der Erde.

Das Leben auf der Erde ist aus den Elementen der unbelebten Mineralien und Gesteine hervorgegangen, wobei das Wasser und die Gase der Atmosphäre ebenfalls eine wichtige Rolle gespielt haben.

Halit als sogenanntes Himalayasalz, zum Vergrössern anklicken. Foto © PharmaWiki

Fluorit im Mineralien-Museum Cristallina in Disentis, zum Vergrössern anklicken. Fotos © PharmaWiki

Pyrit im Schiefer im Mineralien-Museum Cristallina in Disentis, zum Vergrössern anklicken. Foto © PharmaWiki

Auch natürlich entstandenes Eis zählt zu den Mineralien, weil es alle Kriterien erfüllt, zum Vergrössern anklicken. Foto © PharmaWiki

Bildung der Mineralien

Abkühlung von Schmelzen, z.B. Lava
In Gesteinshohlräumen durch eine Abkühlung von übersättigten Lösungen (Ausfällung)
Chemische Reaktionen bei Druck- und Temperaturveränderungen
Resublimation von Gasen (Phasenübergang eines Stoffes vom gasförmigen in den festen Zustand)

Beispiele

Einige Beispiele bekannter Mineralien:

Amphibole
Anhydrit (Calciumsulfat)
Apatit
Aragonit (Calciumcarbonat)
Asbest (Gruppenbezeichnung, Silikate)
Attapulgit (Palygorskit)
Azurit (Cu₃(CO₃)₂(OH)₂)
Baryt (Bariumsulfat)
Calcit (Calciumcarbonat)
Chromit (Fe²⁺Cr₂O₄)
Diamant (Kohlenstoff)
Dolomit (CaMg(CO₃)₂)
Eis (gefrorenes Wasser)
Feldspäte
Fluorit (CaF₂)
Gips (Calciumsulfat)
Gold (Element)
Glimmer
Graphit (Kohlenstoff)
Halit (Natriumchlorid)
Hämatit (Eisenoxid)
Ilmenit (FeTiO₃)
Kaolinit (im Kaolin)
Kassiterit (SnO₂)
Magnesit (Magnesiumcarbonat)
Magnetit (Eisenoxid)
Malachit (Cu₂CO₃(OH)₂)
Montmorillonit (im Bentonit)
Olivin (Silikate)
Pyrit (FeS₂)
Quarz (Siliciumdioxid, SiO₂), Amethyst
Schwefel (S)
Siderit (FeCO₃)
Silber (Ag)
Talk (Magnesiumsilikathydrat, Speckstein)
Zinkit (Zinkoxid)
Zinnober (Cinnabarit, HgS)

Anwendungsgebiete

Zu den Anwendungsgebieten gehören:

Als Rohstoffe, für die Herstellung von Arzneimitteln (Wirkstoffe und Hilfsstoffe) und Körperpflegeprodukten (z.B. Fluor in Zahnpasten aus Fluorit, Schwefelsäure aus Pyrit).
Für die Gewinnung von Metallen (z.B. Eisen, Kupfer).
Für Schmuck, als Edelsteine, für Kunstwerke.
Als Baustoff, in der Technik, als Baumaterialien.
In der Esoterik und Alternativmedizin, als Amulette und Heilmittel.
Für Lebensmittel (z.B. Halit, Kochsalz).

Unerwünschte Wirkungen

Mineralien können toxische und radioaktive Schwermetalle enthalten und eine Vergiftung hervorrufen. So ist beispielsweise im Zinnober das toxische Quecksilber enthalten. Der Abbau kann die Umwelt schädigen. Asbest ist krebserregend und verursacht tödliche Erkrankungen der Atemwege.

siehe auch

Mineralstoffe, Kristalle, Ton, Gesteine

Literatur

Fachliteratur
Lehrbücher der Geologie und Mineralogie

Autor

Interessenkonflikte: Keine / unabhängig. Der Autor hat keine Beziehungen zu den Herstellern und ist nicht am Verkauf der erwähnten Produkte beteiligt.

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