Плотность минерала определяется как величина массы, занимающей единицу объема, и выражается в граммах на кубический сантиметр (г/см³)¹. Это фундаментальное физическое свойство, которое изменяется в зависимости как от химического состава, так и от структуры. В гл. 2 уже упоминалось, что полиморфные разновидности минералов имеют разные плотности. Это прекрасно видно на примере трех полиморфных модификаций Al₂Si0₅: андалузита (3,14-3,16 г/см³), силлиманита (3,23-3,27 г/см³) и кианита (3.53-3.65 г/см³). Плотность также изменяется в сериях твердых растворов. В простых двухкомпонентных твердых растворах, таких, как оливин, плотность меняется линейно в зависимости от содержания Fe: от 3,22 г/см³ у магнезиального конечного члена форстерита до 4,39 г/см³ у железистого конечного члена фаялита. Плотность минерала прямо связана с объемом элементарной ячейки и атомными массами ее атомов, что определяется соотношением

где р — плотность в г/см³, AW — сумма атомных масс атомов в элементарной ячейке и V — объем элементарной ячейки в нм³. Коэффициент 1,6602 x 10^-24 (значение, обратное числу Авога-дро) представляет собой единицу атомной массы, выраженную в граммах, а для перевода объема ячейки в см³ необходимо ее объем в нм³ умножить на 10^-21 (если объем ячейки дан в А³, то его следует умножить на 10^-24).

Для иллюстрации рассчитаем плотность гали-та (каменной соли), его ячейка содержит 4NaCl (см. разд. 8.6) и представляет собой кубическую элементарную ячейку с a = 0,564 нм.

Такой расчет часто полезен для проверки результатов химического анализа минерала, с одной стороны, и результатов измерений его плотности и размера элементарной ячейки — с другой.

Вследствие изоморфных замещений большинство минералов не имеет тех точных значений плотности и размера ячейки, которых можно ожидать исходя из формулы гипотетического чистого соединения. Если накоплено достаточное количество данных по влиянию атомных замещений на плотность, то результаты ее измерения или определения размера ячейки могут оказаться полезными для получения сведений о составе. Например, на рис. 11.3 показана зависимость между плотностью и составом минералов ряда оливина.