Zadania te realizuje się wykorzystując wiele metod fizycznych (zakres fizyki minerałów). Badanie, jak powyższe własności rzutują na termodynamiczne własności minerałów, jak ciepło krystalizacji, entropia itp. Określa się, w jaki sposób bogactwo składu chemicznego wielu minerałów wpływa na jego charakterystyki (np parametry komórki elementarnej, własności optyczne) – wiele metod badawczych (zakres fizyki minerałów). Badanie także sposobu rozmieszczenia wzajemnie podstawiających się atomów w strukturze – czy jest ona statystycznie przypadkowa, czy też ma charakter uporządkowany.
Bibliografia Bolewski A., Kubisz J., Żabiński W., Mineralogia ogólna, Wydawnictwa Geologiczne 1981,
Krasowicka T.I., Struktury elektronowe i wiązania chemiczne, Wyd. Wiedza Powszechna, Warszawa 1979,
Smulikowski K., Geochemia, Wydawnictwo Państwowego Instytutu Geologicznego, Warszawa 1952