يعرف المعدن بأنّه مادة طبيعية ذات تركيب كيميائي مميز أو متغير في نطاق محدود وله تركيب بلّوري داخلي ثابت ويظهر أحياناً على شكل بلورات، و التركيب الكيميائي والتركيب البلوري يحددان صفات المعدن. كما توجد المادة الكيميائية على صورة معدن أو أكثر وبشكل مختلف، فمثلاً يوجد الكربون في الطبيعة على صورة معدن الألماس وهو أصلب المعادن المعروفة كما يوجد على صورة معدن الجرافيت وهو من أقل المعادن صلابة.
الأنظمة البلورية :
تتواجد المعادن في أشكال مختلفة بلورية في الصخور، أمّا البلورة فهي عبارة عن جسم صلب متجانس كيميائياً، ولها أسطح ومستويات طبيعية تعرف باسم أوجه البلورة وتتميز بوجود علاقات تماثل معينة. ويمكن تقسيم البلورات عادة إلى سبعة نظم بلورية وذلك على أساس أطوال المحاور البلورية أ , ب , ج , والزوايا البلورية ? ، ? ، ? ، والنظم البلورية هي:
• نظام المكعب:
ويمتاز هذا النظام بثلاثة محاور بلورية متساوية ومتعامدة.أي إنّ: أ = ب = ج , ? = ? = ? = 90° وتمثل هذا النظام بلورة الألماس.
• نظام الرباعي :
ويمتاز هذا النظام بثلاثة محاور بلورية متعامدة، المحوران الأفقيان متساويان والمحور الثالث رأسي وهو أطول وأقصر منهما، أي إنّ: أ = ب ? ج ، ? = ? = ? = 90° ويمثل هذا النظام الزيركون.
• نظام السداسي :
ويمتاز هذا النظام بأربعة محاور بلورية ، ثلاثة منها أفقية ومتساوية ومتبادلة وتتقاطع في زوايا مقدارها 120° درجة والمحور الرابع رأسي أطول أو أقصر منها وعمودي على مستواها، أي إن: أ1 = أ 2 = أ 3 ? 90°، ? = 120° ويمثل هذا النظام بلورة البيرل.
• نظام الثلاثي:
يمتاز هذا النظام بأربعة محاور بلورية مثل النظام السداسي، وهما متشابهان من حيث عدد المحاور البلورية وطريقة توزيعها والاختلاف الوحيد بينهتعرف ما هو أنّ المحور ( ج ) في النظام الثلاثي محور تماثل بينما في النظام السداسي محور تماثل سداسي. وتمثل هذا النظام بلورة الكوراندم.
• نظام المعيني القائم:
يمتاز هذا النظام بثلاثة محاور بلورية غير متساوية ولكنها متعامدة، أي أنّ: أ ? ب ? ج ، ? = ? = ? = 90° وتمثل هذا النظام بلورة الكبريت المعين.
• نظام أحادي الميل:
يمتاز هذا النظام بثلاثة محاور غير متساوي والمحور ( ب ) عمودي على مستوى أ ، ج لكن المحور ميل على مستو المحورين ب ، ج ، أي أن: أ ? ب ? ج ، ? = ? = 90° ? ? ، وتمثل هذا النظام بلورة الأورثوكليز.
• نظام ثلاثي الميل:
يمتاز هذا النظام بثلاثة محاور بلورية غير متساوية وتتقاطع في زوايا غير متساوية أيضاً، أي إن : أ ? ب ? ج ، ? ? ? ? ? = 90° ويمثل هذا النظام بلورة الميكروكلين.
الخواص الطبيعية للمعادن:
إن نوع الذرات وترتيبها الداخلي في اى معدن يحددان شكله البلوري وخواصه الطبيعية والكيميائية والضوئية. ويمكن التعرف على المعادن إما بواسطة فحصها بالعين المجردة أو إختبارات طبيعية أو كيميائية أو ضوئية، وتعتبر الخواص الطبيعية مهمة جداً للتعرف على المعادن، وهي كالآتي:
• الخواص البصرية:
تعتمد هنا على الضوء مثل اللون والمخدش والشفافية والبريق والتضوء (الفلور والفسفور).
• الخواص التماسكية:
عبارة مجموعة من الخواص التي تتوقف على مقدار تماسك المعدن مثل الصلابة والإنفصام والإنفصال والكسر وكذلك قابلية المعدن للسحب والطرق ووسائل والتشكيل.
• الوزن النوعي:
تعتمد فقط على ترابط الجزيئات والذرات للمعادن.
• الخواص الحسية:
تعتمد هنا على الحواس مثل الطعم والملمس والرائحة.
• الخواص الحرارية:
تعتمد هنا على الحرارة مثل قابلية المعدن للإنصهار.
