Die Grundeinheiten der Erde sind Gesteine, und die Grundeinheiten von Gesteinen sind Mineralien. Die Erde selbst besteht hauptsächlich aus verschiedenen Mineralien, von denen derzeit über 4.700 bekannt sind. Zu den in Gesteinen häufig vorkommenden Mineralien gehören Quarz, Albit, Glimmer, Hornblende, Olivin usw. Im täglichen Leben sind Metalle (wie Gold, Silber, Kupfer, Eisen usw.) und Nichtmetalle (wie Graphit, der Hauptbestandteil von Bleistiftminen, und glitzernde Edelsteine in Ringen usw.) aus mineralischen Rohstoffen hergestellt.
Mineralien sind kristalline Feststoffe, die durch geologische Prozesse gebildet werden und deren Grundeinheiten Elemente sind. Jedes Mineral hat eine spezifische chemische Zusammensetzung, z. B. besteht Calcit aus Calciumcarbonat (CaCO3) und Quarz aus Siliziumdioxid (SiO2). Die Atome oder Ionen in Mineralien sind nach bestimmten Regeln periodisch und regelmäßig im dreidimensionalen Raum angeordnet, was die Kristallstruktur des Minerals bildet. Unterschiedliche Ionenradien und chemische Eigenschaften von Atomen oder Ionen sowie unterschiedliche Anordnungsmuster führen zu unterschiedlichen Strukturen von Mineralien. Darüber hinaus beeinflussen geologische Bedingungen wie Temperatur und Druck auch die Anordnungsmuster von Atomen oder Ionen. Jedes Mineral hat eine spezifische Strukturform. Wenn die Zusammensetzung identisch ist, aber die Anordnung der Atome unterschiedlich ist, zeigen sie unterschiedliche Kristallstrukturen und Formen. Zum Beispiel bestehen Graphit und Diamant beide aus Kohlenstoffatomen, aber aufgrund der unterschiedlichen Anordnung der Kohlenstoffatome weisen Graphit und Diamant sowohl in Bezug auf ihre Form als auch in Bezug auf ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften enorme Unterschiede auf.
Erfahrene Personen können Mineralien wie Pyrit, Kupferarsenid, Tourmalin, Diamant usw. anhand ihrer Form, Farbe, Glanz, Härte und Dichte identifizieren. Es gibt Tausende von Mineralien auf der Erde, aber nur 47 geometrische Einheiten mit grundlegender Kristallform, wie Würfel, Oktaeder usw. Warum haben Mineralien eine regelmäßige Form? Dies liegt daran, dass der Wachstumsprozess von Mineralien ein spontaner Prozess der Ansammlung von Atomen und Ionen ist. Das Wachstum der verschiedenen Kristallflächen von Mineralien wird durch die Kristallstruktur kontrolliert. In einem vollständig freien Wachstumsraum bilden Mineralien regelmäßige geometrische Polyeder gemäß der Symmetrie ihrer Kristallstruktur. In diesem Fall entspricht die äußere geometrische Symmetrie des Kristalls vollständig der Symmetrie der Kristallstruktur. Wenn Mineralienkristalle keinen freien Wachstumsraum haben, wird das Wachstum der verschiedenen Kristallflächen durch den Raum eingeschränkt und zeigt unregelmäßige Formen. In den meisten Fällen weichen die durch geologische Prozesse gebildeten Mineralformen von der idealen Form ab und weisen unregelmäßige Formen auf. Daher müssen wir bei der Beobachtung der Form von Mineralien sowohl die Größe und Form einzelner Mineralpartikel als auch die Form des aus Mineralienkristallen gebildeten Ensembles berücksichtigen.