• le rocce
• la tavola periodica degli elementi

Le rocce che formano la crosta sono costituite da un miscuglio di minerali; questi sono definiti come solidi cristallini, di origine inorganica, caratterizzati da una precisa formula chimica.
In base a questa definizione risulta che una sostanza è un minerale se:

• si presenta come solido cristallino, cioè un solido caratterizzato dalla ordinata disposizione delle particelle che lo compongono

• deve essersi originato attraverso un processo inorganico

• deve poter essere rappresentato da una formula chimica che ne descriva i componenti

• deve essere caratterizzato da precise proprietà chimico-fisiche

fig.1: distribuzione percentuale dei principali elementi che formano la crosta terrestre 

I minerali hanno avuto un ruolo determinante nella storia del progresso umano, sin dai tempi più antichi. Le conoscenze mineralogiche degli uomini hanno permesso loro di utilizzare questi materiali per costruire attrezzature, per sviluppare tecnologie e per migliorare la qualità della vita.
Le applicazioni dei minerali sono innumerevoli e la ricchezza di una nazione dipende anche dalla sua ricchezza in giacimenti minerari.

I minerali sono costituiti da un numero elevato di elementi ma, considerando solo la crosta, possiamo dire che per il 98,6% sono formati da soli 8 elementi.

I minerali vengono classificati in gruppi in base alla loro composizione chimica. Il criterio di classificazione dei minerali guarda lo ione negativo presente all'interno del cristallo.

Le classi principali di minerali sono i silicati, i carbonati, i solfati, i solfuri, gli aloidi, gli ossidi e gli elementi nativi.

I silicati sono i minerali più abbondanti nella crosta terrestre sono (92% del volume). Lo ione caratteristico di questo gruppo di minerali è li ione silicato ( SiO₄^4–).

I carbonati sono caratterizzati dallo ione poliatomico CO₃^2– , in cui l'ossigeno si presenta legato al carbonio.
Lo zolfo forma due gruppi di minerali: nel primo, chiamati solfati, ha come ione poliatomico SO₄^2– , nel secondo lo zolfo si trova legato a metalli come ione S^2– .
Un altro gruppo di minerali è quello degli ossidi, in cui lo ione O^2– è legato a ioni positivi metallici.
Gli aloidi sono un gruppo di minerali in cui lo ione caratteristico appartiene al gruppo degli alogeni (F,Cl, Br, I). Il più comune è lo ione Cl^–.
Esiste un altro gruppo di minerali detto degli elementi nativi. Questi minerali sono formati da sostanze presenti in forma di elemento, cioè non legate ad altre sostanze.
 

Proprietà dei minerali

I minerali, essendo costituiti da una disposizione ordinata di particelle, hanno alcune proprietà caratteristiche.
Alcune dipendono direttamente da questa composizione, altre sono determinate dagli elementi presenti, da eventuali impurità o altri fattori chimico-fisici.

Le proprietà riguardano vari aspetti:

• colore

• durezza

• sfaldabilità

• forma geometrica

• temperatura di fusione

• peso specifico

• suscettibilità magnetica

• fluorescenza

• fosforescenza

• birifrazione

Vediamone alcune in particolare.
 

colore

Dipende dalla composizione chimica. Alcuni minerali hanno colori caratteristici, come ad esempio la pirite dorata, lo zolfo giallo, il quarzo ametista dalle sfumature violacee, la malachite verdastra e l'azzurrite dal caratteristico colore azzurro.

È una misura che indica la resistenza ad essere scalfito. Esiste una scala standars, detta scala di Mohs, composta da dieci minerali; ogni elemento scalfisce i precedenti e viene scalfito dai successivi.

Dipende dalla presenza di legami deboli lungo i piani cristallini. Alcuni silicati presentano altissima sfaldabilità, come la mica, la muscovite, il talco e le argille.

Il tipo di elementi che formano il reticolo cristallino, la loro distanza all'interno del cristallo determinano il peso specifico del minerale. Nella tabella sono riportati in g/cm³ i pesi specifici di alcuni minerali.