Definir científicamente a los minerales implica establecer un límite preciso a una diversidad de materiales, cuya complejidad pone a prueba las competencias de clasificación humana. En este sentido, la naturaleza es un objeto sumamente complejo al que conocemos a través de diferentes aproximaciones. Se han enunciado distintas definiciones del término "mineral", cada una de las cuales tiene sus ventajas y desventajas,. La más aceptada actualmente establece que:

"los sólidos inorgánicos, de origen natural, que presentan una composición química más o menos constante y una estructura cristalina definida, se denominan minerales".

• La sal común que se obtiene por cristalización de salmueras en la industria salinera.
• El azufre comercial que se obtiene por fusión y recristalización del mineral azufre extraído de los yacimientos.
• Las gemas, como los diamantes, esmeraldas y rubies sintéticos que se obtienen en el laboratorio no son minerales por cuanto su cristalización es el resultado de un proceso instrumentado por el hombre (es artificial).
• El petróleo no es un mineral, se lo considera una mezcla natural de hidrocarburos resultantes de la descomposición de la materia orgánica.
• El ámbar, resina vegetal fósil tampoco es un mineral.
• El oxído de silicio, el fosfato de calcio y el carbonato de calcio que componen los esqueletos de muchos animales no son minerales.
• No lo son las perlas, ni tampoco los cristales de sales que pueden formarse en las vías urinarias, dado que todos ellos son el producto de la actividad biológica.

Entre los primeros, los más comunes en la corteza terrestre, sobresalen los silicatos y los carbonatos. En la gran mayoría de ellos es muy difícil separar sus componentes para obtener, por ejemplo, los metales de interés industrial. En el caso de los minerales de mena ocurre lo inverso. La descomposición química del mineral mediante un tratamiento adecuado es sencilla, y de ellos pueden extraerse facilmente los cationes.

Algunos minerales raramente aparecen aislados, generalmente lo hacen en compañía de otros con los que aparecen asociados en proporciones sumamente variables. Esta asociación puede deberse a que las condiciones de formación de cada mineral son similares a las condiciones de otros y a que las propiedades de las partículas constituyentes son semejantes. El conjunto de aquellos cationes que habitualmente aparecen juntos en la naturaleza constituyen una paragénesis. Ejemplos de éstas son la paragénesis plomo-plata-zinc y la paragénesis cobre-molibdeno-oro.

Se consideran como minerales nativos al oro, el platino, el cobre, la plata, el mercurio, el plomo, el hierro, el grafito, el diamante, y el azufre. Pueden aparecer en la naturaleza con un muy alto grado de pureza y de distintos modos: pueden formar cuerpos masivos (bancos de azufre), pequeños granos (pepitas de oro), hojuelas o crecimientos dendríticos (platino, cobre) y también cristales individuales de mayor o menor tamaño y perfección (carbono, hierro).

Se incluyen aquellas combinaciones de los cationes, generalmente metálicos, asociados al ión oxígeno o a grupos hidroxilos. Los óxidos más abundantes en la litosfera son el cuarzo (dióxido de silicio) que forma un 12% del peso de la misma y los diferentes óxidos de hierro, que en conjunto llegan a formar un 4% del peso de la misma. El corindón (oxído de aluminio) es un importante óxido de aplicación como abrasivo por su dureza y que presenta algunas variedades de calidad gema, como los rubíes y los zafiros. La hematites (óxido férrico) constituye una de las menas de hierro más importantes.

Ojo de tigre

En este grupo se destacan los carbonatos. La calcita (carbonato de calcio)
está bastante difundida en la naturaleza. Los nitratos y boratos, por su alta solubilidad sólo pueden encontrarse en altas concentraciones en las regiones más áridas, dónde se acumulan en las depresiones por evaporación de lagos efímeros. La rodocrosita (carbonato de manganeso) es una importante mena de ese metal, y en algunos casos puede ser usado en joyería (variedad "rosa del inca"), al igual que la malaquita (carbonato de cobre). El bórax (borato de sodio decahidratado) es la mena más importante de boro y boratos para uso industrial y farmaceútico.

Pueden producirse enlaces entre tetraedros, pueden unirse entre sí de diversos modos, dando origen a diferentes grupos: nesosilicatos, sorosilicatos, ciclosilicatos, inosilicatos, filosilicatos, tectosilicatos.

Nesosilicatos : de "neso" = isla, los tetraedros están aislados. La olivina (silicato de magnesio y hierro) es el mineral más importante de este grupo. Forma parte de las rocas básicas y es casi el único constituyente de algunas ultrabásicas. Se supone que gran parte del manto terrestre está constituído por olivinas. El grupo de los granates es también importante entre los nesosilicatos. En su estructura aparece el aluminio reemplazando parcialmente al silicio y se destacan las series que comparten hierro, magnesio y manganeso por un lado y calcio, cromo y hierro por otro. Otros nesosilicatos de interés son el zircón y el topacio.

Sorosilicatos: de "soro"= hermana o grupo, los tetraedros se unen de a dos. Los más importantes son quizás los del grupo del epidoto, que comparten en distintas proporciones aluminio, calcio, hierro, manganeso, cerio y torio.

Ciclosilicatos: Como su nombre lo indica se caracterizan por presentar grupos cerrados. Éstos pueden tener tres, cuatro o seis tetraedros. Se destacan el berilo (portador de aluminio y berilio) y la turmalina (con alumnio, boro, hierro, magnesio y sodio).

Inosilicatos: de "ino"= cadena o tejido fibroso, forman cadenas simples de tetraedros unidos entre sí o bien cadenas compuestas por anillos hexagonales unidos por dos de sus lados. En ambos casos la longitud de la cadena puede ser variable. Entre los piroxenos (estructuras de cadena abierta) se destacan la augita (con calcio, sodio, magnesio, hierro, aluminio y titanio) y el espodumeno, que contiene litio. Entre los anfíboles (estructura de cadena cerrada) lo hacen la serie tremolita-actinolita (que contiene calcio, magnesio, hierro y fluor en proporciones variables) y la hornblenda (con calcio, sodio, potasio, magnesio, hierro, aluminio y flúor).

Filosilicatos: de "filo"= hoja, forman estructuras planares de anillos hexagonales unidos entre sí. Las micas, el talco, las arcillas y los minerales de la serpentina forman parte de este grupo, con importantes aplicaciones industriales. Las micas más comunes son la biotita (con potasio, hierro, magnesio y aluminio) y la muscovita (con flúor, potasio y aluminio). El talco tiene como catión al magnesio. Las arcillas pueden presentar diferentes cationes en su estructura. De ellas las cloritas poseen aluminio, hierro y magnesio, mientras que la caolinita o la montmorillonita contienen aluminio. Antigorita y crisotilo, con magnesio ocupando el lugar del catión, forman parte de los minerales serpentínicos, provenientes de la alteración de rocas ricas en olivina.

Tectosilicatos: de "tecto"= estructura, forman redes tridimensionales de tetraedros unidos por los vértices. Como ya se ha señalado, los feldespatos, que pertenecen a este grupo, son los minerales más importantes de la litosfera y se encuentran presentes en gran parte de las rocas más comunes. La ortosa, la sanidina y el microclino forman parte de los denominados feldespatos potásicos, mientras que la albita, oligoclasa, andesina, labradorita, bytownita y anortita forman una serie que comparte sodio y calcio en proporciones variables y que se agrupa bajo el nombre genérico de plagioclasas.

Hemos utilizado el término cristal en varias oportunidades e incluso hemos visto que los silicatos se clasificaban en función de la organización espacial de una estructura básica, el tetraedro que se repetía regularmente. En forma similar a como ocurría con "mineral", el término cristal reconoce diversos significados. Se habla del cristal de una copa o del cristal de roca, por citar algunos ejemplos. En el uso común la mayoría de las veces el término cristal refiere al vidrio o a algún material caracterizado por su brillo, su transparencia y su dureza. El vidrio, sin embargo, carece de estructura cristalina, incluso en su variedad comercialmente denominada cristal. En el lenguaje científico sin embargo, el término cristal refiere siempre y exclusivamente a la existencia de una estructura ordenada de la materia, sea esta de origen orgánico o inorgánico, natural o sintético.

Se ha señalado que los minerales (y la mayoría de los materiales sólidos naturales que encontramos a nuestro alrededor) son sustancias cristalinas. Si bien no todos muestran formas perfectas todos tienen en común una característica: su estructura, es decir el ordenamiento de las partículas que los constituyen, que sí es perfecto. En todos los minerales los átomos, iones o moléculas están ordenados en el espacio, formando redes que pueden extenderse, iguales a sí mismas, indefinidamente. Sin embargo, el desarrollo de la forma externa del cristal, con caras perfectamente planas no es un requisito indispensable para considerar a un material cristalino. Es así que los granos de arena redondeados de una playa son cristalinos, como lo es también el metal de una cuchara.

Es importante diferenciar la forma natural de un cristal de la talla artificial del mismo. Las tallas, si bien aprovechan planos de fácil corte de la estructura cristalina, no siempre siguen caras naturales preexistentes en el cristal. Esto es fácil de ver si se compara la forma simple de los cristales naturales de diamante con la elaborada talla de los mismos en brillante, talla que se realiza para poner de relieve una importante propiedad de los cristales, su capacidad para reflejar y refractar la luz que incide en ellos.

En muchos casos los cristales no son diferenciables a simple vista por lo reducido de su tamaño. Entre estos casos se puede mencionar a los minerales que forman costras y eflorescencias sobre las superficies que cubren, como en el caso de las dendritas.

Muchas veces los cristales crecen tan rapidamente en algunas direcciones preferenciales que no llegan a rellenar sus propias caras. Se forman así los denominados cristales esqueléticos, en los cuales las aristas y vértices tienen un desarrollo mucho mayor que las superficies.

Como en todas las disciplinas científicas, encontramos en la Cristalografía (disciplina que se ocupa del estudio de las formas y estructuras cristalinas) un grupo de leyes básicas, entre las cuales podemos mencionar la relación de Euler. Esta establece que "en aquellos cristales cuyo crecimiento no ha estado obstaculizado y en los que, por lo tanto, el desarrollo de todas sus caras es normal, pueden identificarse -como en todo polihedro- caras, aristas y vértices". La relación entre las cantidades de éstos elementos no es arbitraria, sino que responde a una fórmula que vincula el número de caras, vértices y aristas del modo siguiente:

Caras + Vértices = Aristas + 2