Kivennäisrakenteiden

Kivennäisrakenteet tarkoittavat mineraalien kiteitä muodostavien atomien säännöllistä, kolmiulotteista järjestäytymistä. Tämä järjestäytyminen määrittää kiven muodon, symmetrian sekä useita sen fyysisiä ominaisuuksia, kuten kovuuden, tiheyden ja lohkeamissuunnat.

Kiteen perusrakenne koostuu pienimmästä toistuvasta rakennusosasta, jonka nimi on yksikkösolu. Yksikkösolun pituudet ja kulmat (a, b, c, α, β, γ) sekä siihen liittyvä tilanyhmä määrittävät koko kideverkon muodot ja sen mahdolliset simmetriarajoitteet. Näiden perusteella voidaan luokitella mineraalit erilaisiin kristallijärjestelmiin ja Bravais-lattice-tyyppeihin.

Kivennäisrakenteiden luokittelu ottaa huomioon sekä kemiallisen koostumuksen että rakenteen. Yleisimpiä luokkia ovat ioniset rakenteet (esim. natriumkloridi NaCl), kovalenttiset verkot (esim. kvartsi SiO2), metalliset rakenteet sekä molekyylikiteet. Polymorfia tarkoittaa samaa kemiallista koostumusta omaavaa kiveä, jolla on eri kristallirakenne, kuten kalkiitin ja aragonitin tapauksissa.

Kivennäisrakenteiden tutkimus on keskeistä geologiassa ja materiaalitieteessä. Röntgendiffraktio (XRD) on yleisesti käytetty menetelmä rakenteen määrittämiseen, ja sitä täydentävät elektronimikroskopia sekä neutronidiffraktio. Rakenteen tuntemus auttaa ymmärtämään mineraalien muodostumista, ehtoihin liittyviä muotoja sekä niiden käyttömahdollisuuksia rakennus- ja teknisissä sovelluksissa. Yhteenvetona kivennäisrakenteet kuvaavat atomien säännöllistä järjestystä, joka määrittää mineraalien ominaisuudet ja käytettävyyden.