氷は鉱物ですか？ (+ 知っておくべき 3 つのこと)

氷は、天然起源、無機固体、特定の化学組成と結晶構造の基準を満たしている場合、鉱物とみなされます。氷河や氷山などの自然に形成された氷は、一般に鉱物として分類されます。ただし、つららや砕いた氷などの人工的に生成された氷は、人間の介入の産物であり、自然には発生しないため、一般に鉱物とはみなされません。

まあ、それは単純な答えでした。ただし、このトピックについては、コンセプトを明確にするために知っておくべきことがいくつかあります。

それでは早速本題に入りましょう。

氷が鉱物とみなされるのはいつですか?

氷は、鉱物を定義する特定の基準を満たしている場合、鉱物とみなされます。一般に、鉱物は、定義された化学組成と結晶構造を持つ天然に存在する無機固体です。これらの基準を氷に適用することで、それがいつ鉱物とみなされているかを判断できます。

まず、アイスクリームは天然のものでなければなりません。これらは人間の介入の結果ではない氷の形成です。自然に形成された氷は、氷河、氷山、凍った湖や川など、さまざまな環境で見られます。

第二に、氷は無機固体です。それは結晶構造に配置された水分子で構成されています。氷は液体の水と同じ物質で構成されていますが、その固体状態と規則正しい配列は無機固体であるという要件を満たしています。

第三に、氷は特定の化学組成を持っています。その化学式は H ₂ O で、1 つの酸素原子に結合した 2 つの水素原子から構成されていることを示します。この一貫した化学組成が鉱物の特徴です。

最後に、氷は結晶構造を持っています。適切な条件下では、氷中の水分子が繰り返しパターンを形成し、結晶格子を形成します。この規則正しい配置により、氷に特徴的な六角形の形状が与えられます。

氷がこれらの基準 (天然、無機、固体、特定の化学組成と結晶構造を持つ) をすべて満たす場合、それは鉱物と見なすことができます。この定義は自然に形成された氷に適用され、人間の介入の産物であり鉱物とみなされない人工的に生成された氷には適用されないことに注意することが重要です。

氷は一般に、特定の状況では鉱物とみなされません。氷が鉱物とみなされない可能性のあるいくつかのシナリオを次に示します。

人工的に生成された氷:つらら、砕いた氷、または制御された条件下で水を凍らせることによって人間が意図的に作成した氷は、通常、鉱物として分類されません。これらの形態の氷は、鉱物の分類に必要な自然発生のものではなく、人間の介入の結果です。
アモルファス氷:アモルファス氷は、結晶構造を欠く氷の形態です。通常、高圧下または急速冷却によって形成されます。鉱物を定義する特徴的な結晶構造が欠如しているため、非晶質の氷は鉱物とは見なされません。
液体の水:氷は水の固体ですが、溶けて液体になると鉱物とみなされません。ミネラルは特に固体物質として分類され、液体の水はこの基準を満たしません。
一時的または一時的な氷:場合によっては、家庭用冷凍庫での水の凍結や車のフロントガラスの氷など、不自然な環境や状況で一時的に氷が形成されることがあります。これらの一時的な氷は、自然発生の基準を満たしていないため、一般に鉱物とはみなされません。

鉱物としての氷の分類は、状況やさまざまな科学分野で使用される特定の定義によって異なる場合があることに注意することが重要です。ただし、典型的な地質学的および鉱物学的意味では、上記のシナリオでは氷は鉱物として分類されません。

水が凍ると氷が形成されます。水の分子は、1 つの酸素原子 (H ₂ O) に結合した 2 つの水素原子から構成されます。常温では、水は液体状態にあります。つまり、分子は常に移動し、互いに滑りながら通り過ぎます。

水温が摂氏 0 度 (華氏 32 度) を下回ると、水分子の動きは遅くなります。その結果、分子間の水素結合がより安定した構造を形成し始めます。水素結合は、1 つの水分子のわずかにプラスの水素原子が別の水分子のわずかにマイナスの酸素原子に引き付けられるときに発生します。

温度が下がり続けると、水素結合が強くなり、水分子が六角形のネットワーク構造を形成します。この配置により、氷と呼ばれる水の固体状態が形成されます。

水の凝固点 (摂氏 0 度または華氏 32 度) は、液体から固体への転移が起こる温度です。凍結プロセスでは融解熱として知られる少量の熱が放出されます。そのため、氷が形成されるときに触るとわずかに温かい場合があります。

凍結プロセスは温度だけでなく圧力にも影響されることに注意することが重要です。たとえば、高圧下にある場合、水は凝固点以下の温度でも液体状態を保つことができます。これが、深海地域の水が氷点下であっても液体のままである理由です。