Nei reticoli cristallini di alcuni minerali si può avere una sostituzione di alcuni elementi con altri che hanno le stesse caratteristiche di quello sostituito (e se i legami sono della stessa natura, vedi i legami chimici). Questa proprietà prende il nome di vicarianza. Ad esempio l'alluminio può sostituire il silicio, il calcio si può sostituire al sodio, il ferro può sostituire il magnesio ecc...
Le strutture dei minerali, cioè le dimensioni e le simmetrie delle celle elementari, si ricavano oggi con l'analisi ai raggi X. Questa importante applicazione dei raggi X si deve a Max von Laue che, nel 1912, mise in evidenza che facendo attraversare un cristallo da un fascio di raggi X, in poche parole facendogli una radiografia, si può ottenere su una lastra un'immagine che ne riflette in maniera quasi inequivobile il tipo di struttura. I raggi X infatti hanno una lunghezza d'onda dello stesso ordine di grandezza delle dimensioni degli atomi e pertanto, attraversando il minerale, subiscono una deviazione (detta diffrazione). Dallo studio di queste "fotografie" è possibile risalire alle caratteristiche delle celle elementari.
In figura accanto lo schema della diffrazione ai raggi X che rileva la struttura di un cristallo di cloruro di sodio.

Le sostanze non cristalline sono dette vetrose e in esse gli atomi sono distribuiti in maniera disordinata e casuale.

Dal momento che l'ossigeno e il silicio sono gli elementi più abbondanti della crosta terrestre (vedi struttura della Terra), gran parte dei minerali sono silicati. Cioè minerali la cui composizione è dominata dalle svariate unioni di questi due elementi. Il biossido di Silicio (SiO2), chiamato silice, è per inciso il composto più abbondante del pianeta. Nella struttura mineralogica questi biossidi si coordinano nel tetraedro di silicio e ossigeno.
Questo è composto da 4 atomi di ossigeno che racchiudono un atomo di silicio. In alcuni silicati i tetraedri formano catene, in altri formano dei piani, in altri formano degli anelli ecc.. In figura accanto i vari tipi di legami tra tetraedri nei silicati.
Un professore all'università mi disse che non si cammina solo sui silicati, ma capita spesso di camminare anche sui carbonati.
Questo per sottolineare che in seconda posizione di abbondanza troviamo i carbonati. Hanno una certa importanza anche: gli elementi nativi come l'oro, argento ecc..,gli alogenuri, ossidi ed idrossidi, fosfati e altri ancora.
Sebbene siano state scoperte circa 2000 specie di minerali, solo circa 20 di esse sono comuni e meno di 10 costituiscono circa il 90% di tutte le roccie.