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礦物
物是是指在地质作用下天然形成的結晶狀纯净物（单质或化合物）。绝对的纯净物是不存在的，所以这里的纯净物是指物质化學成份相对单一的物质。矿物是组成岩石的基础（像石英、长石、方解石都是常见的造岩矿物），但礦物和岩石不同，礦物可以用其化學式表示，而岩石是由許多礦物及非礦物所合成，沒有一定的化學式。 礦物多半是非生物產生的无机化合物，一般为固体，有有序的原子結構，但也有液态的矿物，如汞（水銀）。有關礦物的精確定義尚有爭議，有爭議的是非生物產生，以及有序原子結構這二個條件。像褐鐵礦、黑曜岩等類似礦物，但沒有的物筫，會稱為準礦物。 研究礦物的自然科學稱為礦物學。世界上超過5300種，其中5,070種已由国际矿物学学会（IMA）批准過。地壳中有超過75%由是矽和氧組成，因此許多的矿物是硅酸盐矿物。礦物可以依其物理性質及化學性質區分，可以依其化學成份及晶體結構分為幾類，而在礦物形成時的溫度壓力等因素會影響其中一些性質。岩石所在的溫度、壓力及其主成份的變化，都會影響其中的礦物。也有可能礦物的主成份不變，但其中的礦物因溫度壓力改變而變化。 礦物可以用許多的物理性質來描述，而這些性質也和其化學結構及組成有關。常見的礦物物理性質有晶體結構及晶体惯态、硬度、光澤、透明度、顏色、條痕、韌性、解理、斷口、裂理（parting）及比重。進一步的特性包括對酸的反應、磁性、氣味或味道，以及放射性。 礦物可以依其主要化學成份分類，最主要的兩種分類系統分別是Strunz礦物分類及Dana礦物分類。矽酸鹽可以依其化學結構的同質多晶形性再細分為六小類。所有的矽酸鹽都有4−的矽酸根四面體，是一個矽原子和四個氧原子以四面體的方式鍵結。矽酸鹽又可以分為原矽酸鹽（orthosilicates，矽酸根沒有聚合）、二矽酸鹽（disilicates，二個矽酸根互相聚合）、环状硅酸盐（cyclosilicates，環狀的矽酸根）、链状硅酸盐（inosilicates，鏈狀的矽酸根）、层状硅酸盐（phyllosilicates，層狀的矽酸根）及網矽酸鹽（tectosilicates，三維的矽酸根結構）。其他重要的礦物分類有、、、、碳酸鹽、、。.
物理化学
物理化學（Physical Chemistry），是一門從物理學角度分析物質體系化學行為的原理、規律和方法的學科，可謂近代化學的原理根基。物理化學家關注於分子如何形成結構、動態變化、分子光譜原理、平衡態等根本問題，涉及的物理學有靜力學、動力學、量子力學、統計力學等。大體而言，物理化學為化學諸分支中，最講求數值精確和理論解釋的學科。 化學物理學和物理化學都是物理學和化學的交叉學科，但二者是有細微區别的。化學物理學主要是研究化學過程的特征現象和物理理論，而物理化學主要研究化學的物理本質，主要借助原子與分子物理學和凝聚態物理學中的理論方法和實驗技術，研究物理化學現象的學科。 以下是都在物理化學要研究的範圍之中：.
晶体
晶体是原子、离子或分子按照一定的周期性，在结晶过程中，在空间排列形成具有一定规则的几何外形的固体。 晶体的分布非常广泛，自然界的固体物质中，绝大多数是晶体。气体、液体和非晶物质在一定的合适条件下也可以转变成晶体。 晶体内部原子或分子排列的三维空间周期性结构，是晶体最基本的、最本质的特征，并使晶体具有下面的通性：.
