化学的に行う鉱物の分類-大学化学のまとめ

■石について

一般的に「石」と呼ばれるものには大きく分けて2つの種類がある。

鉱物

天然に算出する無機物のうち、均等な物質であり、結晶となっているもの。
鉱物に似ているがこの定義をわずかに満たさないものは準鉱物と呼ばれる。

岩石

鉱物や準鉱物の集合によって構成されているもの。

■鉱物の分類方法

多くの鉱物は陽イオンと陰イオンが結合してできた結晶である。

そこで、陰イオンの種類をもとに鉱物の分類が行われている。

これらのうち、宝石として利用されるのは主に酸化鉱物とケイ酸塩鉱物である。

なお、特に硫黄と酸素については必ずしもイオン結合をするわけではないので元素名で記した。

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■ケイ酸塩鉱物の分類方法

ケイ酸塩鉱物はケイ酸イオンの構造の違いによりさらに細分化される。

■長石類の分類方法

テクトケイ酸塩の長石類は鉱物として最も多く存在する。基準となる3つの鉱物の混合割合によりさらに細分化される。

アルカリ長石

オーソクレースとアルバイトが特定の割合で混合したもの。

斜長石

アルバイトとアノーサイトが特定の割合で混合したもの。

※図中に示したテクトケイ酸イオンは特にアルミニウムを含むことからアルミノケイ酸イオンとも呼ばれる。

■長石類の分類ダイアグラム

■まとめ

化学的な観点から鉱物を分類すると以下のようになる。

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以下では、実際の鉱物を例に分類や特徴について記載していきます。

■水晶

【分類】　鉱物＞酸化鉱物

【化学式】 SiO₂

酸化鉱物に属する石英のうち、美しいものを水晶と呼ぶ。二酸化ケイ素の結晶。
水晶は無色透明であるが、内部に微量な元素が入り込むことで様々な色を呈する。

■ローズクォーツ

【分類】　鉱物＞酸化鉱物

【化学式】 SiO₂

水晶のうち、紅色のもの。
微量に含まれるチタンの影響で紅色を示すと考えられている。

■シトリン

【分類】　鉱物＞酸化鉱物

【化学式】 SiO₂

水晶のうち、黄色やオレンジ色のもの。
微量に含まれる鉄の影響でオレンジ色を示すと考えられている。

■アイオライト

【分類】　鉱物＞ケイ酸塩鉱物＞サイクロケイ酸塩鉱物

【化学式】 Mg₂Al₃(AlSi₅O₁₈)

サイクロケイ酸塩鉱物に属する。マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、アルミノケイ酸イオンにより構成される。
微量に含まれる鉄の影響で青色を示すと考えられている。
鉄と結晶構造の影響で方向によって光の吸収度合いに違いが生まれ、多色性を示す。

■アクアマリン

【分類】　鉱物＞ケイ酸塩鉱物＞サイクロケイ酸塩鉱物

【化学式】 Be₃Al₂Si₆O₁₈

サイクロケイ酸塩鉱物に属するベリルのうち、淡い青色を示すもの。ベリリウムイオン、アルミニウムイオン、ケイ酸イオンにより構成される。
微量に含まれる鉄の影響で淡い青色を示すと考えられている。

■チャロアイト

【分類】　鉱物＞ケイ酸塩鉱物＞イノケイ酸塩鉱物

【化学式】 K(Ca,Na)₂Si₄O₁₀(OH,F)・nH₂O

イノケイ酸塩鉱物に属する。カリウムイオン、カルシウムイオン、ナトリウムイオン、ケイ酸イオン、水酸化物イオン、フッ化物イオン、水分子により構成される。
微量に含まれるマンガンの影響で紫色を示すと考えられている。

■ムーンストーン

【分類】　鉱物＞ケイ酸塩鉱物＞テクトケイ酸塩鉱物＞長石類＞アルカリ長石

【化学式】 (K,Na)AlSi₃O₈

アルカリ長石に属するサニディン・アノーソクレースのうち、美しいもの。カリウムイオン、ナトリウムイオン、アルミノケイ酸イオンにより構成される。
組成の異なる2種類の鉱物が均一に混合している。結晶内部でこれらの鉱物の薄い層が何層も交互に重なり合うことで光が干渉し月光のような光を発すると考えられている（シラー効果）。