انواع مواد معدنی

هنگامی که صحبت از مواد معدنی می‌شود، بسیاری از ما، آن را به طلا، نقره و دیگر عناصری مانند آنها ارتباط می‌دهیم. با این حال، بعضی مواد مغذی مانند آهن و پتاسیم وجود دارند که آنها نیز مواد معدنی به حساب می‌آیند. در این مقاله، توضیحاتی در مورد انواع مختلف مواد معدنی ارائه خواهیم کرد.
واژه‌ی «کانی یا ماده‌ی معدنی» جهت اشاره به دو نوع مؤلفه‌ی مختلف بکار برده می‌شوند. یکی از آنها مواد معدنی خوراکی یا مواد معدنی مربوط به رژیم غذایی و دوم عناصری که به علت فرایندهای جغرافیایی شکل گرفته‌اند که به طور ساده به آنها کانی یا مواد معدنی گویند.
کانی ماده‌ی جامدی است که از یک ساختار مولکولی یا اتمی بلوری برخوردار بوده و نیز ماده‌ی همگنی است که به طور طبیعی وجود داشته و ترکیب شیمیایی مشخصی دارد. در سال 1965، انجمن بین المللی کانی شناسی تعریف استانداردی از مواد معدنی ارائه داده که بدین گونه است: « عنصر یا ترکیبی شیمیایی که به طور معمول کریستالی بوده و در نتیجه‌ی فرایندهای زمین شناختی شکل گرفته است». بسیاری از کانی‌ها جهت استخراج فلزات مفید مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ و از این رو، مطالعه‌ی کامل و دقیق آنها از اهمیت زیادی برخوردار است.

کانی‌ها یا مواد معدنی

تعداد کانی‌های شناخته شده بسیار زیاد است. در حال حاضر، انجمن بین المللی کانی شناسی فهرستی بالغ بر 4600 کانی را تهیه کرده که هنوز هم کانی‌های جدیدی در حال کشف می‌باشند. تنها 100 عدد از این کانی‌ها متداول می‌باشند، در حالی که مابقی یا به طور اتفاقی به آنها برمی‌خورند و یا بسیار نادر می‌باشند. بدلیل تعداد بسیار زیاد کانی‌ها، شناسایی و طبقه‌ بندی آنها به طور مجزا کار دشواری است. با این حال کانی شناسان کانی‌ها را بر اساس ویژگی‌هایی که در ادامه می‌بینیم، مورد شناسایی قرار می‌دهند:

• رنگ خاکه
• جلا
• درخشندگی (Sheen)
• درجه‌ی سختی
• رخ یا سطوح تورق
• سیستم بلوری یا هابیت (habit)
• رنگ
• چگالی ویژه
• وضوح و شفافیت

پس از آنکه ماده‌ی معدنی شناسایی و کانی بودن آن به اثبات رسید، بر اساس ترکیب خود، به عنوان کانی سیلیکاتی یا غیر سیلیکاتی طبقه بندی می‌شود.

کانی‌های سیلیکاتی

متداول‌ترین گروه کانی‌هایی که اغلب در پوسته زمین یافت می‌شوند، گروه سیلیکات می‌باشند. تقریبا تمام کانی‌های سیلیکات دارای سیلیس و اکسیژن به عنوان واحدهای اصلی می‌باشند. بسیاری از کانی‌های سیلیکات به وسیله‌ی سرد شدن سنگ‌های مذاب شکل می‌گیرند. همانطور که سنگ‌های مذاب به سطح داخل پوسته زمین نزدیک‌تر می‌شوند، بسیار سریع سرد شده و با فراوانترین عنصر پوسته زمین یعنی سیلیس ترکیب می‌شوند. کانی‌های سیلیکات حدود 90٪ از پوسته زمین را تشکیل می‌دهند. میکا، کوارتز، آمازونیت، اولیوین، و بیوتیت بعضی از نمونه‌های کانی‌های سیلیکات می‌باشند.

کانی‌های غیر سیلیکات

محدوده و رِنج کاملی از کانی‌های غیر سیلیکات وجود دارد. بعضی از این کانی‌ها به هنگام سرد شدن ماگما یا گدازه شکل می‌گیرند در حالی که بعضی دیگر هنگامی که آب درون‌شان تبخیر می‌شود و یا به دلیل هوازدگی کانی شکل می‌گیرند. کانی‌های غیر سیلیکات می‌توانند فراتر از آن به گروه‌های مختلفی طبقه بندی شوند که به قرار ذیل است:
________________________________________
عناصر آزاد: بسیاری از عناصر خالصی که با یک ساختار معدنی متمایز پیدا شده و به شکل غیر ترکیبی و به طور طبیعی وجود داشته باشند، در این طبقه قرار می‌گیرند. به عنوان مثال: کربن آزاد اغلب در حالت خالص و در شکل گرافیت و یا به ندرت به صورت الماس پیدا می‌شود. طلا، نقره، و گوگرد عناصر دیگری هستند که همچنین در حالت خالص خود یافت می‌شوند. با وجود آنکه این عناصر خالص می‌باشند، و شرایط لازم برای قرار گیری در طبقه‌ی کانی‌ها را دارند، اما هیچ فرایند شیمیایی مضاعفی بر روی آنها نیاز نیست.
________________________________________
سولفیدها: این دسته از مواد معدنی به عنوان واحد اولیه‌ی خود دارای سولفید (S2-) می‌باشند. گاهی اوقات اهمیت اقتصادی این ترکیبات غیر آلی به اندازه‌ی سنگهای معدنی دیگر می‌باشد. برخی از نمونه‌های آن عبارتند نیکلین (NiAs)، پیریت (FeS2) و مولیبدنیت (MoS2)
________________________________________
اکسیدها: هنگامی که سنگ معدنی پیدا می‌شود که در آن یک یا چند عنصر با اکسیژن ترکیب شده‌اند، این سنگ معدن یک کانی اکسیدی است. این کانی‌ها ممکن است فرمول شیمیایی از نوع XO (MgO, ZnO, CuO, etc.)), X2O (Cu2O)، X2O3 (Al2O3, Fe2O3)، XO2 (MnO2, SnO2) و XY2O4 (MgAl2O4, FeCr2O4) داشته باشند. کانی‌های اکسید عمدتاً از عناصر فلزی هستند. به عنوان مثال: هماتیت، مگنتیت و کوپریت. سیلیکات‌ها و اکسیدها متداول‌ترین انواع کانی‌ها در آتشفشان‌ها به خصوص بعد از یک فوران به شمار می‌روند.
________________________________________
کربناتها: این نوع خاص هنگامی که یک یون تک کربنات (CO32-) با یون فلزی به صورت ترکیب قطبی واکنش نشان می‌دهد، شکل می‌گیرد. به عنوان مثال: سیدریت (FeCO3)، اسمیسونیت (ZnCO3)، کلسیت (Caco3) از این نمونه هستند. کانی‌های کربنات در ساخت سیمان و دیگر مواد چسبنده مورد استفاده قرار می‌گیرند.
________________________________________
سولفاتها: طبقه‌‌ای از مواد معدنی که دارای یون سولفات (SO42-) در ساختار مولکولی خود باشند به عنوان یک کانی سولفات طبقه بندی می‌شوند. کانی‌هایی مانند گچ (CaSO4 • 2H2O) و باریت (BaSO4) نمونه‌هایی از کانی‌های سولفات به شمار می‌روند.
________________________________________
مواد معدنی اورگانیک: این دسته از مواد معدنی شامل موادی با منشأ موجود زنده می‌باشند که می‌توانند به یک فرآیند زمین شناسی نسبت داده شوند. مواد معدنی اورگانیک انواع اگزالات‌ها، ملیتات‌ها mellitates، سیتراتها، سیانات‌ها، استات‌ها، فرمات‌ها، هیدروکربن‌ها، و غیره را شامل می‌شوند. نمونه‌هایی از مواد معدنی اورگانیک شامل وولیت (whewellite)، مولوئیت (moolooite)، ملیت (mellite)، فیچلیت (fichtelite)، کارپاتیت (carpathite)، اونکیت (evenkite) و ابلسونیت (abelsonite) می‌باشند.
________________________________________
جدای از اینها، کانی‌های غیر سیلیکات بیشتری، مانند نیتراتها، سولفیدها، هالیدها، فسفاتها، و غیره وجود دارند، اما اکثر 4000 کانی فهرست شده، در دسته بندی‌های فوق گروه بندی می‌شوند. مبادا میان کانی‌ها و سنگ‌ها دچار اشتباه شوید. سنگ ترکیبی از تعدادی کانی است که ممکن است همچنین شامل بقایای آلی و کانی‌های غیر کریستالی باشد.

مواد معدنی مربوط به رژیم غذایی

می‌دانیم که وجود چهار عنصر جهت بقای تمام موجودات زنده حیاتی است. اینها کربن، هیدروژن، نیتروژن و اکسیژن را شامل می‌شوند. با این حال، جدای از این، عناصر شیمیایی خاصی نیز برای پایداری موجودات زنده لازم است. این عناصر شیمیایی را مواد معدنی خوراکی نامند. این مواد معدنی خوراکی مجدداً بر اساس نیاز بدن به آنها به دو گروه تقسیم می‌شوند.

مواد معدنی ماکرو یا عناصر زیاد مقدار

این مواد معدنی در مقادیر زیاد مورد نیاز هستند، و کمبود آنها در بدن می‌تواند منجر به بیماری‌های مختلفی شود. با این حال، مقدار بیش از حد این مواد معدنی نیز می‌تواند منجر به برخی اختلالات گردد.

ماده‌ی معدنی	کاربرد	منابع غذایی
کلسیم	ساخت استخوان‌ها عملکردهای سلول خونی عملکردهای ماهیچه‌ای و عصبی	محصولات لبنی سبزیجات برگ سبز دانه‌ها و آجیل
کلرید	حفظ آب	پنیر کاهو و گوجه فرنگی گوشت گاو نمک و دانه‌ی چاودار
منیزیم	ساخت استخوان‌ها عملکردهای ماهیچه‌ای و عصبی	محصولات لبنی سبزیجات برگ سبز دانه‌ها و آجیل غلات سبوس‌دار غذاهای دریایی
فسفر	ساخت استخوان‌ها ذخیره‌ی انرژی	محصولات لبنی ماهی ماکیان آجیل و نخود فرنگی
پتاسیم	بقا عملکردهای ماهیچه‌ای و عصبی	میوه‌های خشک شده مرکبات موز سبزیجات برگ سبز
سدیم	حفظ آب عملکردهای ماهیچه‌ای و عصبی	شیر و پنیر چغندر، کرفس و زیتون سبز گوشت گاو نمک

مواد معدنی جزئی

بدن ما به این مواد معدنی در مقادیر بسیار کم نیاز دارد. با این حال، کمبود این مواد معدنی می‌تواند به عوارضی در سلامت منجر شود.

ماده‌ی معدنی	کاربرد	منابع غذایی
مس	محافظت از آسیب سلولی ساخت استخوان‌ها محافظت از سلولهای قرمز خون	سخت پوستان قارچ شکلات آجیل و انواع لوبیا
فلورید	ساخت استخوان‌ها	چای ماهی آبهای شور
ید	عملکرد غده‌ی تیروئید	غذاهای دریایی نمک ید دار
آهن	عملکرد ماهیچه‌ای کمک به سلول قرمز خون جهت حمل اکسیژن	گوشت گاو ماهی آزاد و ماهی تن میوه‌های خشک شده سبزیجات برگ سبز تخم مرغ سیب زمینی پخته شده با پوست
سلنیوم	عملکرد غده‌ی تیروئید محافظت از آسیب سلولی	ماهی و سخت پوستان مرغ و تخم مرغ گوشت قرمز جوانه گندم
روی	سالم سازی پوست تقویت سیستم ایمنی التیام زخم	گوشت قرمز حبوبات