Хим состав

Химическая стойкость - это показатель присущ практически всем камням, которые используются в ювелирном деле. Он является причиной их долговечности и сохранности. Например, камни минерального присхождения обладают отменной термостойкостью, почти не растворяются в кислотах и щелочах. На аметист и хрусталь оказывает заметное действие только плавильная кислота. Органические камни, к которым относятся коралл, жемчуг, янтарь и перламутр, менее стойки к химическим воздействиям. Кислоты их разрушают, при этом выделяется углекислый газ.
И, конечно, говоря о др. камнях нельзя упускать из виду такой фактор, как редкость. Как бы ни был красив синтетический камень, какими бы вликолепными свойствами он не обладал, человек не ощущает в них той таинственной силы природы, которая заложена в настоящих камнях.

Оптические свойства:

а привлекательность прозрачных камней зависит от их «игры», цвета и блеска.

Цвет - первое, что бросается в глаза при взгляде на всякий др. камень. Минералы могут иметь самые различные цвета и оттенки.

Из всех оптических свойств цвет, пожалуй, имеет наибольшее значение, особенно для непрозрачных камней. – способность минерала отражать или пропускать через себя ту или иную часть видимого спектра. Цвет минералов в куске.

Цвет служит важным диагностическим признаком, позволяющим различать драгоценные камни. Однако иногда два совершенно разных минерала имеют одинаковую окраску. До возникновения научной геммологии драгоценные камни распознавали только по цвету – все красные камни считали карбункулами или рубинами, а зеленые обычно относили к изумрудам, невзирая на их происхождение и состав.

Камни очень разнообразны по своей окраске. Они подразделяются по этому качеству на несколько групп: слегка окрашенные, густоокрашенные, окрашенные полосами, пятнистые.

Причиной различных окрасок является свет, т.е. электромагнитные колебания, лежащие в определенном интервале длин волн.

Когда свет падает на прозрачный драгоценный камень, он частично отражается от поверхности, частично поглощается, а частично проходит насквозь. Цвет, воспринимаемый глазом, зависит от того, в какой степени и какие части электромагнитного оптического спектра поглощаются или пропускаются.

Камень, пропускающий все длины волн оптического диапозона, все части спектра, кажется бесцветным; камень будет выглядеть почти черным, если свет полностью поглощается При частичном поглощении света по всему видимому диапазону волн камень выглядит мутно-белым или серым. Но если абсорбируюся только вполне определенные длины волн, то камень преобретает определенную окраску, соответствующую смешению оставшихся непоглощенных частей спектра белого света. Окрашенный камень поглощает какую-то часть видимого спектра, приобретая при этом цвет, дополнительный к поглощенному (например, изумруд поглощает красные лучи и сам становится зеленым).

Окраска обусловлена:

1) наличием в структуре элементов-хромофоров;

2) дефектами кристаллической решетки;

3) примесями, как изоморфными, т. е. входящими в структуру минерала, так и механическими.

Окраска минералов подразделяется на 3 типа:

1 Идеохроматическая окраска (собственные).

Зависит от формулы, цвет химического вещества. корунд, малахит.

Окраска обычно бесцветных минералов может появляться вследствие дефектов кристаллической структуры (обусловленных незаполненными позициями атомов в решетке или вхождением посторонних ионов), которые могут вызвать селективное поглощение некоторых длин волн в спектре белого света. Дефектами кристаллической структуры обусловлена, например, голубая и синяя окраска галита (NaCl), возникающая в результате радиоактивного облучения K40, Rb87.

Тогда минералы окрашиваются в дополнительные цвета. Рубины, сапфиры и александриты обязаны своей окраской именно таким световым эффектам.

2 Аллохроматическая окраска, обусловлена наличием элементов-хромофоров и механических примесей, обычно микровключений других минералов.

обусловлена содержанием элементов-хромофоров (Cu, Fe, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni и др.) их ионы отличаются избирательным поглощением света или структурными факторами, например дефектами в структуре минералов (дефекты кристаллической решетки). Цвет обусловлен присутствием примесей химических элементов- хромофоров в малых количествах, не сопоставимых с интенсивностью вызываемой ими окраски

Многие неметаллические минералы состоят из элементов, которые не обеспечивают им специфической окраски, но у них известны окрашенные разновидности. Например, густо-фиолетовый аметист обязан своей окраской ничтожной примеси железа в кварце, а густой зеленый цвет изумруда связан с небольшим содержанием хрома в берилле.

Главными носителями цвета - хромофорами, которые обуславливают окраску драгоценных камней, являются ионы тяжелых металлов: кобальта, железа, никеля, марганца, меди, хрома, ванадия и титана. Элементы-хромофоры могут окрашивать минералы в разные цвета в зависимости от их валентности, концентрации, присутствия других химических элементов и соединений и пр.

Fe3+ – красно-бурый (сидерит Fe CO3, лимонит Fe2O3 n H2O, гидрогётит FeOOH n H2O)

Fe2+ – зеленый (анапаит Ca2Fe2+[PO4]2 4H2O)

Mn3+ – розовый (родонит Ca Mn4v [Si3O9])

Cr3+ – зеленый (уваровит Ca3Cr2[SiO4]3) и красный (рубин Al2O3), в зависимости от содержания окиси хрома

Cr6+ – оранжевый (крокоит Pb [CrO4])

Cu2+ – зеленый (малахит Cu2[CO3]2 OH2) и синий (азурит Cu3[CO3]2 OH2), в зависимости от количества кристаллизационной воды

Co2+ – розовый (эритрин Co3[AsO4]2 8H2O)

Ni2+ – зеленый и желтый (гарниерит Ni [Si4O10] (OH)4 4H2O)

V3+ – зеленый (смарагдит Ca2(Mg, Fe2+)5[Si8O22]OHv2)

Ti4+ – синий (сапфир Al2O3), в присутствии ионов гидроксила и наличии железа

Например, буро-коричневый авантюрин - кварц, содержащий тонкорассеянные чешуйки железной слюдки - гематита Fe3O4. Бесцветные минералы могут быть окрашены механическими включениями. Так, тонкая рассеянная вкрапленность гематита придает кварцу красный цвет, хлорита – зеленый. Молочный кварц замутнен газово-жидкими включениями. Хотя цвет минералов – одно из самых легко определяемых свойств при диагностике минералов, его надо использовать с осторожностью, так как он зависит от многих факторов. Примером окраски минерала механической примесью другого вещества может служить зеленый кварц (празем), цвет которого обусловлен мельчайшими включениями чешуек зеленого хлорита или иголочек актинолита. Механическая примесь гематита часто вызывает красную или бурую окраску минералов, например галита и сильвина, агатов.

3 Псевдохроматическая окраска, связанная с рассеянием света, интерференцией световых волн (побежалость, иризация, опалесценция). Лабрадор, изменяют свой цвет в зависимости от условий освещения, приобретая при этом красивую радужную окраску. Такое свойство минералов получило название иризация (интерференция белого света при прохождении сквозь микроскопические параллельно ориентированные пластинки или трещины).

Природа окраски минералов окончательно не выяснена. Известно, что в ряде случаев цвет обусловлен химическим составом самоцвета или примесями некоторых химических элементов-хромофоров (Cr, Fe, Mn, V, Ti и др.). В последнем случае механизм появления той или иной окраски не всегда ясен, поскольку один и тот же химический элемент окрашивает разные драгоценные камни в различные цвета. Например, примесь хрома делает рубин красным, а изумруд зеленым. На окраску также влияет нарушение (дефекты) атомной структуры минерала под воздействием радиоактивного облучения.

Одни минералы обладают постоянным цветом (азурит - синий, киноварь - кроваво-красный, магнетит - черный), другие (кварц) могут быть различно окрашенными (зависит от вхождения в его состав разнообразных примесей) или бесцветными. Иногда для одного и того же минерала в зависимости от его цвета используют разные названия. Например, кварц обычно бесцветен и его прозрачная разновидность, представленная хорошо огранеными кристаллами, получила название горный хрусталь. Но тот же кварц может быть окрашен в желтый (цитрин), фиолетовый (аметист), зеленый (празем), дымчатый (раухтопаз), черный (морион) или другие цвета.

При описании минералов обычно используется физическая шкала цветов в сочетании с бытовой.

Физическая шкала: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый; дополнительно: белый, серый, черный, пурпурный, коричневый.

Бытовая шкала объединяет хорошо знакомые всем цвета: вишневый, яблочный, медовый и пр. Эти цвета часто применяют для уточнения оттенка цвета минерала, например вишнево-красный, оловянно-белый, латунно-жёлтый, соломенно-желтый и т.п.

На поверхности некоторых минералов (халькопирит, борнит) имеется пестроокрашенная приповерхностного слоя - побежалость. Образование которой связано с протеканием различных химических реакций при выветривании или окислении минерала (чаще в результате окисления минералов). Природа окраски этой пленки также связана с интерференцией света, однако в данном случае это явление получило название побежалость. Пестрая побежалость синевато-голубоватых оттенков свойственна минералам, содержащим в составе медь. Красновато-коричневая, минералам, содержащим в своём составе железо (пирит).

Дата добавления: 2014-01-07