کانی از واژهی فارسی کان گرفته شده است که در زبان عربی به آن معدن گفته میشود. بنابراین، کانی به مادهای گفته میشود که به طور طبیعی از معدن(کان) به دست میآید. موادی مانند شیشه، چینی، آلیاژهای گوناگون، که انسان آنها را ساخته است، و موادی مانند مروارید صدف، استخوان، عاج و بسیاری دیگر، که جانداران میسازند، کانی نیستند.
کانی مادهی طبیعی، غیرآلی، بلوری و جامد است که در ترکیب سنگهای پوستهی زمین یافت میشود. برخی کانیها از یک عنصر خالص و بسیاری از آنها از دو یا چند عنصر درست شدهاند. در هر صورت، کانیها ترکیب شیمیایی معینی دارند.
ویژگیهای کانیها
کانیها چیزهای همگنی هستند؛ یعنی، ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی همهی ذرههای سازندهی آنها، یکسان است. برای مثال، اگر یک قطعه هالیت(نمک خوراکی) را به ذرههای بسیار کوچکی بشکنیم، همهی ذرههای به دست آمده، مزهی شوری دارند، به سادگی در آب حل می شوند و دیگر ویژگیهای نمک را نشان میدهند.
کانیها مواد بلوری و جامدی هستند؛ یعنی، ذرههای سازندهی آنها بر اساس نظم و قانون معینی کنار هم قرار گرفتهاند؛ به نحوی که، همهی سطحهای بیرونی یک کانی، صاف است. شکل بلوری و منظم کانیها از آرایش اتمها و مولکولهای درونی آنها ناشی میشود.
هر کانی ترکیب شیمیایی ثابتی دارد. برای مثال، پیریت همیشه FeS2 و کلسیت CaCO3 همواره است. البته، در برخی کانیها ممکن است نسبت برخی عنصرها تغییر کند. برای مثال، در کانی الوین( FeMgSiO4 ) ممکن است درصد آهن و منیزیم از بلوری به بلوری دیگر، از صفر تا صد درصد تغییر کند.
برخی کانیها، مانند طلا، از یک عنصر درست شدهاند. البته، طلا کمتر به صورت خالص یافت میشود. بلورهای مکعبی و زرد رنگ طلا، اگر با نقره همراه باشند، روشنتر و اگر با مس همراه باشند، قرمزتر به نظر میرسند. بسیار از کانیها از دو یا چند عنصر متفاوت هستند که با هم مخلوط شده و مادهی مرکبی به وجود آوردهاند. برای مثال، فراوانترین کانی، یعنی کوارتز، ترکیبی از سیلیسیم و اکسیژن است.
شکلگیری کانیها
کانیها از پیوندهای گوناگون بین اتمهای عنصرها به وجود میآیند. تا کنون 92 عنصر در طبیعت شناسایی شده است. از بین این 92 عنصر طبیعی، 8 عنصر اکسیژن، سیلیسیوم، آلومینیوم، آهن، کلسیم، سدیم، پتاسیم، و منیزیم، حدود 5/98 درصد کانیها را میسازند. از ترکیبشدن این عنصرها با هم، کانیها گوناگونی به وجود میآید. برای مثال، از ترکیب شدن اکسیژن با سیلیسیوم، اکسید سیلیسیوم SiO2 (کوارتز) و از ترکیبشدن اکسیژن، سیلیسیوم، منیزیم و آهن، الوین( FeMgSiO4 ) به دست میآید.
کانیها علاوه بر این که از نظر ترکیب شیمیایی با هم تفاوت دارند، از نظر شکل ظاهری، رنگ، اندازه و دیگر ویژگیها نیز تفاوتهای زیادی با هم دارند. این تفاوتها از چگونگی شکلگیری آنها برمیخیزد. برخی کانیها از سرد شدن مادهی مذاب به دست میآیند. همهی کانیهای سنگهای آذرین، مانند کوارتز، فلدسپات، میکا و الوین، این گونه به وجود میآیند.
برخی دیگر از کانیها از سرد شدن بخار در سطح سنگها یا شکافهای موجود در آنها به وجود میآیند. سرد شدن گاز گوگرد در قلههای آتشفشانی دماوند و تفتان، نمونهای از این فرایند است. کانیها دیگری از بخار شدن محلولهایی به وجود میایند که به اندازهی اشباع رسیدهاند. برای مثال، از بخار شدن آرام دریاچههای مرکزی ایران، نمک و گچ به دست میآید.
برخی کانیها از واکنشهای شیمیایی یونها در آب به وجود میآیند. برای مثال، در دریاهای گرم، یون کلسیم(+2 Ca) با یون کربنات(+CO32)ترکیب میشود و کانی کلسیت(CaCO3) تهنشین میشود. برخی کانیها نیز پیامد تخریب شیمیایی کانیها دیگر هستند. برای مثال، از تجزیهی شیمیایی فلدسپاتها، کانیهای رستی(کانیهای تشکیلدهندهی خاک) به وجود میآیند.
کاربرد کانیها
کانیها در آغاز به همان صورت که از پوستهی زمین به دست میآمدند، به کار میرفتند. برخی از این کانیها که بلورهای ظریف و پایدار در برابر فرسایش داشتند، پس از صیقلکاری و تراش خوردن، به عنوان آرایش به کار میرفتند. به این کانیها سنگهای قیمتی یا جواهر میگوییم. الماس، فیروزه، یاقوت کبود، زمرد، زبرجد، لعل، چشم گربه، عقیق، مروارید، و درّکوهی از مهمترین کانیهای گرانبها هستند.
از زمانی که بشر به فنآوری ذوب کردن فلز، قالبریزی و تولید آلیاژ دست یافت، کاربرد کانیها نیز گسترش یافت. امروزه بیش از 40 نوع کانی و صدها ترکیبی که از آنها به دست میآید، در صنعت کاربرد دارند. در ادامه به برخی از این کاربردها اشاره می شود.
الیوین: جواهر و مواد دیرگداز
پیروکسنها: جواهر، به دست آوردن فلزهای کمیاب
آمفیبولها: جواهر، پارچهی مقاوم به آتش و مواد دیرگداز
میکاها: عایق الکتریکی در رادیو، تلویزیون و دیگر دستگاههای الکتریکی، شیشهی دریچهی کورههای ذوب فلز، کاغذ دیواری، لاستیکسازی، کاغذ معمولی، رنگروغن نسوز، طلق سماور و چراغ آشپزخانه
تورمالین: الکترونیک، به دست آوردن بُر، جواهر
تالک: کاغذسازی، نساجی، لاستیک سازی، صابون خیاطی، صفحه کلید برق، رامیکسازی، حشرهکش، عایق پشتبام، پودر بچه و مواد آرایشی
سرپانتین: سنگ روکار ساختمان، مواد دیرگداز، به دست آوردن منیزیم
آزبست: پارچهی نسوز، توری چراغ، عایق حرارتی، لنت ترمز، لوله و ورقههای سیمانی. کاربرد آن به دلیل نقش آن در بروز بیماری در ششها، ممنوع شده است.
کوارتز : ساعتسازی، ابزارهای نوری و اخترشناسی، کاغذ، شیشه، سمباده و جواهر
ارتوزها: لعاب چینی و کاشی
پلاژیوکلازها: جواهر و نمای ساختمان
کائولینیت: ظرف چینی، کاغذ، رنگ و پلاستیک
ژیپس: ساختمانسازی، مجسمهسازی، کاغذ، کندکننده در سیمان پورتلند، افزایش باروری خاک، بتونهی نقاشی و برای رشد مخمرها در صنعت غذا.
باریت: دارو، عکسبرداری از لولهی گوارش، رنگ، پلاستیک، مواد عایق، کاغذ و گل حفاری
کلسیت: سنگ نمای ساختمان، مجسمهسازی، سیمان، تصفیهی آب، شیشهسازی، چرمسازی، ابزارهای نوری برای ایجاد نور پلاریزه، کاغذ سازی، کشاورزی و ذوب فلزها
دولومیت: ساختن آجر برای آستر کورههای حرارتی و سیمان پورتلند منیزیت: آجر نسوز، به دست آوردن منیزیم
زرنیخ: پزشکی، رنگسازی، حشرهکش و تهیهی ارسنیک
آپاتیت: کودهای شیمیایی و اسیدفسفریک
مالاکیت: مواد آرایشی، نمای درونی ساختمان و تهیهی مس
هالیت : سدیم و کلر، شویندهها، پارچه بافی، چوببری، رنگرزی، چرمسازی، کودسازی، نگهداری مواد غذایی و خنک کنندهی موتور یخچال
سیلویت: به دست آودرن پتاسیم و کلر و کود شیمیایی
فلوئوریت: ذوب فلزها و ابزارها نوری