Köztudomású, hogy környezetünket gázok, folyadékok és szilárd anyagok alkotják, de az általános iskolákban csak a gázokról és a folyadékokról tanulnak a gyerekek részletesebben. A gázok és a folyadékok főként molekulaként megjelenő vegyületek, elemek vagy ezek keverékei, és ezek vizsgálatára fejlődött ki az elmúlt kétszázötven évben az iskolákban is előadott modern kémia. Ezzel párhuzamosan a XVIII. században megindult a természetes szilárd vegyületek (ásványok) kutatásával foglalkozó önálló tudományág kialakulása is, melyet modern ásványtannak vagy mineralógiának nevezünk.
Mik is az ásványok?
Az ásványok a kőzeteket alkotó, természetes folyamatok által létrejövő kristályos vegyületek, ritkán csak elemek. Manapság mintegy 4500 ásványfaj ismert, de számuk egyre inkább gyarapszik, és minden évben néhány tucat új ásványfajt fedeznek fel. Változatos tulajdonságaiknak és rendkívül sokszínű felhasználásuknak köszönhetően szerepük már nélkülözhetetlen a mindennapi életünkben.
Megemlíthető például az apatit, mely a fogainkban és a csontjainkban is megtalálható, és legfontosabb foszforásványként óriási szerepet tölt be a műtrágyák és a mosószerek gyártásában; a fluorit mint fluort tartalmazó ásvány, melyet a tulajdonságai miatt a teflonban tapadásgátló anyagként, hűtőgépekben hővezető közegként, valamint az ipari gyártásban fogkrémek előállítására alkalmaznak; vagy akár a kősó, melyet ipari nyersanyagként és az étkezési konyhasó mint egyetlen ásványi eredetű ízesítőanyag előállításához is felhasználnak.
A mindennapjainkban viszont amikor valaki azt mondja, ásvány, az emberek többsége általában az ékszerüzletekben található, gyönyörűséges drágakövekre és féldrágakövekre gondol, mint amilyenek például a sárga színű topáz, a lila ametiszt vagy a piros rubin. Viszont meg kell említeni, hogy az ásványok a természetben nem úgy festenek, mint az ékszerüzletekben, hiszen a kialakulásukhoz és a növekedésükhöz komplex hőmérsékleti és nyomási viszonyok szükségesek. Manapság már léteznek olyan technológiák, amelyek az említett körülményeket mesterségesen is tudják utánozni. Az ilyen mesterséges körülmények alatt előállított szilárd anyagokat szintetikus ásványoknak vagy műtermékeknek nevezzük.
A szintetikus ásvány a természetben is előfordul, de mesterségesen van előállítva. Például kezdetben a digitális órák lelkét adó kvarckristályokat a természetből gyűjtött, nagyon tiszta kvarcból vágták ki, manapság pedig döntően laboratóriumban növesztett kristályok kerülnek az órákba. A szintetikus ásványok mind kémiai összetételüket és kristályszerkezetüket, mind viselkedésüket tekintve azonosak a természetben előforduló változataikkal, de növekedési ütemükben és színükben eltérnek tőlük. A mesterséges körülmények között előállított szintetikus ásványok és a természetben előforduló társaik csak finom különbségeket mutatnak, melyek szabad szemmel nehezen megállapíthatóak. Pontos megkülönböztetésükhöz különféle fizikai vizsgálatok és mikroszkóp szükséges.
A szintetikus ásványokkal szemben a műtermékek azok, amelyek természetes úton nem keletkezhetnek. A műtermékeket főleg építkezési anyagok előállítására használják, és nagymértékű felhasználásuk veszélyes lehet a jövőben. Mivel az ásványok tulajdonságainak és hatásainak tanulmányozásához idő szükséges, nem lehet tudni, hogy a műtermékeket alkalmazó különböző anyagok a jövőben pontosan hogyan fognak viselkedni, és milyen károkat okozhatnak a környezetben.
A szilárd anyagoknál mindenképp meg kell említeni az üvegeket is. Ezek olyan nem molekuláris, kondenzált anyagok, amelyeknek nincsen kristályszerkezetük (nem kristályosak). Az üvegállapot leggyakrabban az olvadt anyag annyira gyors lehűlésével (vagy lehűtésével) keletkezik, amikor nincs elegendő idő a kristályszerkezet kialakulására és növekedésére az olvadékban. Talán a legismertebb és legyakrabban előforduló természetes üveg az obszidián és a perlit, melyek a vízbe ömlő lávából keletkeznek. A mesterséges üveg gyártásának az emberiség korai történelmétől fontos szerep jutott — és a jövőben is fog a fejlett gazdaságokban.
Környezeti szempontból sajnos azok a műtermékek is jelentősek, amelyeket nem tudatosan fejlesztett ki az ember, hanem ipari vagy mezőgazdasági melléktermékként jelentek meg. Ilyenek például az erőművek vagy a gépjárművek légszennyezésének, valamint az ipari üzemek vízszennyezésének a szilárd alkotói. A műtermékek viselkedése, a hasonló tulajdonságok miatt, hasonló az ásványokéhoz, és a környezetbe kerülve hasonló módon illeszkednek be a különféle folyamatokba (oldódás, aprózódás, mállás stb.).
A természeti ásványokkal szemben a műtermékek csak egy kis részének van triviális, rendes neve. Ilyen például az ékszerekben található, az igazi gyémántot helyettesítő cirkónium-dioxid, melyet cirkóniának neveztek el. Mára a műtermékek száma jóval meghaladja a 100 000-et, és ez a körülbelül 4500 ásványfajhoz képest igen jelentős szám. Szerencsére azonban a tágabb környezetünket meghatározó szilárd vegyületek többsége még ma is ásvány, nem pedig műtermék.
