珠寶知識217:珠寶考研考證篇(三十四):類質同象對物理性質的影響

在講到類質同象的時候,我一直在強調類質同象的概念,因為有了相似質點的替代,晶體的結構在某種程度上一定會發生變化,但這種變化不大,包括晶體結構、物理性質和化學性質。另外,我也一直在強調,類質同象是寶石學中非常重要的一個概念,他是造成寶石種類多變的一個非常重要的原因,尤其是在顏色上的變化尤為重要,比如說剛玉(紅寶石、藍寶石)、綠柱石(祖母綠、海藍寶石、摩根石等),我們講過了相關概念,發生的條件,今天講講類質同象對寶石礦物的物理性質到底有哪些影響。

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一、顏色方面的影響

顏色方面的影響一定是對寶石最具有重要意義的影響,很多寶石在純淨時呈現的都是無色,也正是有了類質同象替代的發生,才會形成非常豔麗的顏色,舉幾個非常有代表性的例子:

1、剛玉(Al3O3)

(1)紅寶石 Cr3+替代Al3+ 替代程度越大,顏色越深

(2)藍寶石 Fe2+與Ti4+共同替代Al3+ 替代程度越大,顏色越深

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2、綠柱石(Be3Al2Si6O18)

(1)祖母綠 Cr3+ V3+替代Al3+

(2)海藍寶石 Fe2+ 替代 Al3+

(3)黃色綠柱石 Fe3+ 替代Al3+

(4)粉紅色綠柱石 Mn2+ 替代 Al3+

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PS:當發生異價類質同象,無法滿足電荷平衡的時候,會有大半徑的陽離子進入到綠柱石六方柱狀的空道中,來平衡電價

3、翡翠 (NaAlSi2O6)

(1)Cr3+替代Al3+ 鮮豔的綠色(陽綠)

(2)Fe3+ 替代 Al3+ 較暗的綠色(油青)

(3)Fe2+、Fe3+、Mn2+ 替代Al3+ 紫色(紫羅蘭)

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4、尖晶石 (MgAl2O4)

(1)Cr3+ 替代Al3+ 紅色

(2)Fe2+替代Mg2+ 綠色

(3)Co2+ 替代Mg 2+ 鈷藍色

(4)Zn2+ 替代Mg2+ 藍色

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二、其他物理性質的影響

除了顏色以外,同樣會影響到寶石的其他性質,比如折射率、雙折射率、比重、光譜特徵等。

1、光譜特徵的改變

寶石的光譜特徵主要與致色元素密切相關,其光譜的變化,本身與顏色的變化密切相關。

(1) 紅寶石 Cr3+致色,呈現Cr譜,光譜特徵如下

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(2) 藍寶石 Fe2+ Ti4+ 致色,呈現Fe、Ti譜 光譜特徵如下

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2、折射率、雙折射率、比重的變化

寶石這三個物理性質的變化的一般規律(會存在特殊)是:原子序數小的質點被原子序數大的質點替代時,寶石的折射率會增大、雙折射率會增大、相對密度會增大。下面通過一張表格中的舉例說明

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好了,關於類質同象對寶石物理性質的影響,就分享到這裡,希望對大家有所幫助。

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