Mineral dan Sistem Kristal: Definisi, Identifikasi, dan Klasifikasi Lengkap
Mineral adalah senyawa alami yang terbentuk melalui proses geologis. Tidak sekadar bahan kimia semata, mineral juga mencakup struktur kristal yang khas sebagai ciri pembedanya. Artikel ini membahas definisi, cara identifikasi, unsur simetri kristal, hingga tujuh sistem kristal beserta contoh mineralnya.
Ilmu yang mempelajari mineral disebut mineralogi. Agar suatu senyawa dapat diklasifikasikan sebagai mineral sejati, ia wajib berupa padatan dengan struktur kristal tertentu. Berdasarkan definisi International Mineralogical Association (IMA) tahun 1995, mineral merupakan unsur atau senyawa yang memiliki struktur kristal dan terbentuk melalui proses geologi alami. Senyawa organik umumnya tidak masuk dalam kategori ini.
Mineral meliputi unsur murni dan senyawa seperti garam, mulai dari struktur sederhana hingga silikat kompleks dengan ribuan bentuk yang diketahui.
Setiap mineral dapat dikenali berdasarkan sejumlah sifat fisik yang khas. Berikut tujuh sifat utama yang digunakan para ahli mineralogi dalam proses identifikasi.
Tampilan permukaan mineral saat terkena cahaya, mencerminkan jenis ikatan kimia di permukaannya.
Warna yang tampak pada mineral, dipengaruhi komposisi kimia dan kotoran di dalamnya.
Diukur menggunakan skala Mohs (1 hingga 10), menunjukkan ketahanan mineral terhadap goresan.
Warna serbuk mineral saat digoreskan pada plat porselen, bisa berbeda dari warna aslinya.
Kemampuan mineral membelah sepanjang bidang tertentu mengikuti struktur kristal.
Cara mineral patah tanpa arah kristalografi tertentu, contohnya pecahan konkoidal pada kuarsa.
Pola geometris yang membentuk kristal mineral sebagai ekspresi susunan atom di dalamnya.
Kristal adalah padatan yang atom, molekul, atau ion penyusunnya tersusun secara teratur dalam pola tiga dimensi berulang. Penentuan klasifikasi kristal bergantung pada banyaknya unsur simetri yang terkandung di dalamnya. Ada tiga unsur simetri utama yang perlu dipahami.
Bidang yang dapat membelah kristal menjadi dua bagian yang saling mencerminkan satu sama lain. Dibedakan menjadi bidang simetri aksial dan bidang simetri menengah.
Garis bayangan melewati pusat kristal yang jika dijadikan poros perputaran menghasilkan kenampakan sama beberapa kali dalam satu putaran penuh.
Kristal dikatakan memiliki pusat simetri apabila setiap bidang mukanya memiliki pasangan yang berjarak sama dari pusat, dan bersifat inversi terhadap pasangannya.
Kristal dapat diklasifikasikan ke dalam tujuh kelompok besar yang disebut sistem kristal. Dari tujuh sistem ini, secara keseluruhan dapat dibagi lebih lanjut menjadi 32 kelas kristal. Berikut ringkasan komparatifnya sebelum pembahasan detail masing-masing sistem.
| # | Sistem Kristal | Axial Ratio | Sudut Kristalografi | Contoh Mineral |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Isometrik Kubik |
a = b = c | α = β = γ = 90° | Gold, Pyrite, Galena, Halite |
| 2 | Tetragonal | a = b ≠ c | α = β = γ = 90° | Rutil, Autunite, Leucite |
| 3 | Hexagonal | a = b = d ≠ c | α = β = 90°; γ = 120° | Quartz, Corundum, Apatite |
| 4 | Trigonal Rhombohedral |
a = b = d ≠ c | α = β = 90°; γ = 120° | Tourmaline, Cinnabar |
| 5 | Orthorhombik Rhombis |
a ≠ b ≠ c | α = β = γ = 90° | Stibnite, Aragonite, Chrysoberyl |
| 6 | Monoklin | a ≠ b ≠ c | α = β = 90° ≠ γ | Azurite, Malachite, Gypsum |
| 7 | Triklin | a ≠ b ≠ c | α ≠ β ≠ γ ≠ 90° | Albite, Kaolinite, Microcline |
Berikut pembahasan mendalam setiap sistem kristal, mencakup sifat sumbu, sudut kristalografi, kelas-kelas di dalamnya, dan mineral representatifnya.
Sistem isometrik juga dikenal sebagai sistem kristal regular atau kubik. Sistem ini memiliki tiga sumbu kristal yang saling tegak lurus satu sama lain dengan panjang yang seluruhnya sama. Pada proyeksi orthogonal, perbandingan sumbu a : b : c = 1 : 3 : 3, dengan sudut a+ terhadap b⁻ sebesar 30°.
Sistem isometrik dibagi menjadi 5 kelas, yaitu
- Tetratoidal
- Gyrotoidal
- Diploidal
- Hextetrahedral
- Hexoctahedral
Sistem tetragonal memiliki tiga sumbu kristal yang saling tegak lurus. Sumbu a dan b memiliki satuan panjang yang sama, sedangkan sumbu c berlainan dan umumnya lebih panjang. Pada proyeksi orthogonal, perbandingan sumbu a : b : c = 1 : 3 : 6.
Sistem tetragonal dibagi menjadi 7 kelas, yaitu
- Piramid
- Bipiramid
- Bisfenoid
- Trapezohedral
- Ditetragonal Piramid
- Skalenohedral
- Ditetragonal Bipiramid
Sistem hexagonal memiliki empat sumbu kristal. Sumbu c tegak lurus terhadap ketiga sumbu lainnya (a, b, dan d), sementara sumbu a, b, dan d masing-masing membentuk sudut 120° satu sama lain dengan panjang yang sama. Panjang sumbu c berbeda dan umumnya lebih panjang.
Sistem hexagonal dibagi menjadi 7 kelas, yaitu
- Hexagonal Piramid
- Hexagonal Bipiramid
- Dihexagonal Piramid
- Dihexagonal Bipiramid
- Trigonal Bipiramid
- Ditrigonal Bipiramid
- Hexagonal Trapezohedral
Sistem trigonal dalam beberapa referensi disebut juga sistem Rhombohedral. Sebagian ahli memasukkan sistem ini ke dalam sistem hexagonal karena memiliki axial ratio dan sudut kristalografi yang sama. Perbedaannya terletak pada pola dasar: setelah terbentuk bidang segi enam, bidang segitiga dibentuk dengan menghubungkan dua titik sudut yang melewati satu titik sudutnya.
Sistem trigonal dibagi menjadi 5 kelas, yaitu
- Trigonal Piramid
- Trigonal Trapezohedral
- Ditrigonal Piramid
- Ditrigonal Skalenohedral
- Rombohedral
Sistem orthorhombik dikenal juga sebagai sistem Rhombis. Sistem ini memiliki tiga sumbu simetri kristal yang saling tegak lurus satu sama lain, namun ketiganya memiliki panjang yang berbeda. Pada proyeksi orthogonal, perbandingan sumbu bersifat sembarang tanpa patokan panjang tertentu.
Sistem orthorhombik dibagi menjadi 3 kelas, yaitu
- Bisfenoid
- Piramid
- Bipiramid
Monoklin berarti hanya memiliki satu sumbu yang miring dari tiga sumbu yang ada. Sumbu a tegak lurus terhadap sumbu b; sumbu b tegak lurus terhadap sumbu c; namun sumbu c tidak tegak lurus terhadap sumbu a. Ketiga sumbu memiliki panjang yang tidak sama, dan umumnya sumbu c paling panjang sedangkan sumbu b paling pendek.
Sistem monoklin dibagi menjadi 3 kelas, yaitu
- Sfenoid
- Doma
- Prisma
Sistem triklin merupakan sistem kristal dengan tingkat simetri paling rendah. Sistem ini memiliki tiga sumbu simetri yang tidak saling tegak lurus satu sama lain, dan panjang masing-masing sumbu pun tidak sama. Pada proyeksi orthogonal, sudut a+ terhadap b⁻ sebesar 45°, dan b⁻ terhadap c+ sebesar 80°.
Sistem triklin dibagi menjadi 2 kelas, yaitu
- Pedial
- Pinakoidal
Rangkuman
Mineral adalah senyawa alami berkristal yang terbentuk melalui proses geologi. Identifikasinya dapat dilakukan berdasarkan tujuh sifat fisik meliputi kilap, warna, kekerasan, cerat, belahan, pecahan, dan bentuk. Struktur kristal mineral diklasifikasikan ke dalam tujuh sistem utama, dari sistem isometrik dengan simetri tertinggi hingga sistem triklin dengan simetri terendah, yang secara keseluruhan menghasilkan 32 kelas kristal. Pemahaman atas sistem kristal ini menjadi dasar penting dalam mineralogi, geologi, dan pemanfaatan sumber daya mineral.
Referensi: Pellant, Chris (1992); Mondadori, Arlondo (1977); IMA (1995)
