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Was sind Mineralien und Kristalle?

Was sind Mineralien und Kristalle?

Mineralien sind kristalline Festkörper, die eine bestimmte chemische Zusammensetzung aufweisen. Aufgebaut werden sie durch Atome, die kleinsten Einheiten der chemischen Elemente. Mineralien können aus einen einzigen Element bestehen wie zum Beispiel Gold, Silber oder Diamant aber auch aus mehreren Elementen wie etwa Bergkristall, Topas oder Granat. Die meisten Mineralien bestehen jedoch aus mehreren Elementen.

Die Atome dieser Elemente fügen sich zusammen und bilden gerüstähnliche Strukturen, die sogenannten Kristallgitter. Damit die Atome in diesem Kristallgitter überhaupt einen Zusammenhalt haben, müssen zwischen ihnen Kräfte wirken. Da ein normales, sogenanntes "neutrales" Atom keinerlei Kräfte ausüben kann, muss diesem auf irgendeine Weise Energie zugeführt werden. Durch Wechselwirkungen mit der Umgebung können Atome kleinste Ladungsteilchen sowohl aufnehmen als auch verlieren. Diese kleinsten Ladungsteilchen werden Elektronen genannt, dadurch erhalten Atome entweder eine positive oder eine negative Ladung. Solche "geladenen" Atome nennt man Ionen, welche sich aufgrund ihrer unterschiedlichen Ladungen gegenseitig anziehen und somit das Kristallgitter aufbauen.

Kristalle sind Festkörper die aus Ionen aufgebaut werden. Diese sind periodisch und dreidimensional im Raum verteilt und bilden eine für jede Verbindung typische Kristallstruktur.

Haben Kristalle genügend Zeit zum Wachsen, so bilden sie regelmäßige Kristallflächen aus. Das Kristallgitter bestimmt die spätere Ausbildungsform der Kristallkörper, so dass sich die Anordnung der kleinsten Bauteilchen (Ionen) im Kristall widerspiegelt. Die verschiedenen geometrischen Elemente im Kristallgitter sind ausschlaggebend für die Einteilung der Mineralien in sieben verschiedenen Kristallsysteme.

Entstehung von Mineralien

Mineralien können durch unterschiedliche Prozesse gebildet werden. Man unterscheidet zwischen Mineralien mit magmatischem, sedimentären, chemisch-sedimentären und biogenen Ursprung und solchen, die durch metamorphe Prozesse entstehen.

1. Magmatisch entstandene Mineralien.

Mit zunehmender Erdtiefe steigt die Temperatur kontinuierlich an, so dass sich in großen Erdtiefen Gesteinsschmelzen (Magmen) bilden. Die Schmelzen steigen aufgrund ihrer geringen Dichte auf und kühlen ab. Bei der Abkühlung bilden sich Minerale, welche die sogenannten magmatischen Gesteine aufbauen. Bei langsamer Abkühlung in der Erde haben die Minerale in der Schmelze Zeit zu wachsen. Je langsamer die Schmelze abkühlt, desto schöner sind die einzelnen Kristalle ausgebildet.

2. Sedimentär entstandene Mineralien

Auf der Erdoberfläche wirken Wasser, Temperatur und weitere Klimafaktoren auf die Gesteine und somit die Mineralien ein. Diese können durch den Einfluss dieser Verwitterungsfaktoren in andere Mineralien umgewandelt werden.

3. Chemisch-sedimentär entstandene Mineralien

Die Entstehung dieser Mineralien ist abhängig von den chemischen und klimatischen Bedingungen der Umgebung. Durch die Verdunstung von Meerwasser können sich zum Beispiel Salzlagerstätten bilden.

4. Biogen entstandene Mineralien

Ebenso können sich Lebewesen am Prozess der Mineralbildung beteiligen. So tragen Korallen zur Ausbildung von Kalk (Calcit) bei, während Schwefelbakterien im Laufe der Erdgeschichte zur Bildung von großen Eisenerzlagerstätten geführt haben.

5. Metamorphe Mineralien

Die Gesteine und somit die Mineralien sind nicht nur den Einflüssen der Erdoberfläche ausgesetzt. Auch im Erdinneren verändern sich Gesteine durch die Umwandlung oder Neubildung von Mineralien. So können aufsteigende Gesteinsschmelzen das umgebende Gestein erwärmen und die dort vorkommenden Mineralien chemisch verändern.





Autor:   Monika, Barbara
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