מן האדרי האדום של הפשפשפשים ועד הכחול הקריר של אקוומרין, הצבעים של גבישי מינרלים הטביעו את האנושות במשך אלפי שנים, בעוד אבני חן מופרסות על יופים, המדע שמאחורי צבעם הוא בין-שיח מורכב של פיזיקה וכימיה ברמה האטומית.הבנת הגורמים המבניים שנותנים צבעים אלה לא רק מעמיקים את הערכתנו של אוצרות הטבע של כדור הארץ, אלא גם מספק תובנות בסיסיות של תכונות אלה של מנגנונים מנגנונים מבניים.

תגית: Beyond Surface Beauty

במבט ראשון, צבעו של מינרל עשוי להיראות כמו נכס פשוט, אבל זה לעתים רחוקות בגלל סיבה אחת. הצבע הנתפס תלוי איזה אור אור גלוי נספגים, אשר משתקף או מועברים. ⁇ סלקטיבית זו נשלטת על ידי המבנה האלקטרוני של המינרל, אשר קשור באופן אינטימי למגרש הקריסטל שלו ואת סידור האטומים בתוך זה, בעוד אלמנטים לעתים קרובות לשחק תפקיד מבני, אשר הוא דומה חיב את אותם אלמנטים של חומר גאומטריה של חומר אור אדום.

מעבר לזיהומים, פגמים מבניים, רטטי אטיצ'ה ואפילו הסדר הפיזי של תחומים מיקרוסקופיים יכול לשנות את האינטראקציה של מינרלים עם אור. מאמר זה מחלחל לכל אחד מהמנגנונים האלה, ומספק מבט מקיף על האופן שבו המבנה מכתיב צבע גבישי מינרלים.

תיאוריית שדה הקריסטל וצבע

המקור הנפוץ ביותר של צבע במינרלים הוא נוכחות של מעבר של ions - כגון כרום, ברזל, נחושת, מניגנזה, וניל, ו cobalt - כובש אתרים בלחיצת קריסטל.

פיצול d-Orbital ואלקטרוני Transitions

(ה) [ה]] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]]], [ה]], [ה]], [ה']]] [ה']'[ב[[המאה ה-20], ו[ה']'[ה'''''''''''''']''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

גורמים שמשפיעים על ⁇

  • (ב) ,0) ,המספר והגאומטריה: ⁇ 1 (Ucal) , ענפים פולשים גדולים יותר מאשר שדות טטראפדים עבור אותו יון מתכת.
  • (FLT:0) טבע של ליגנדים עגולים: ligands: ligands שדה חזק (כמו CN) גורם פיצול גדול יותר מאשר ligands שדה חלש (כמו F-) ב oxide ומינרלים סילקטיים, חמצן הוא קדמית שדה מתון.
  • (FLT:0) אוקסידציה המדינה ו Ionic Radius:cioFLT:1 , מדינות חמצון גבוהות יותר (למשל, Fe3+ לעומת Fe2+) לעתים קרובות לגרום לפיצול גדול יותר בשל צפיפות מטען גבוה יותר.

(ב) תאוריה של שדה הקריסטל מסבירה את הצבעים של אבני חן קלאסיות רבות (FLT:0) ,EmeraldFeloph:1 חייב את הירוק שלה Cr3+ באתר octahedral בתוך beryl, ואילו FLT:2alexandrite FLT 3 (Cr3+ in chrysoberyl) מראה שינוי דרמטי כי החבורה שלו מכחול כחולה כחולה (Perfectustustustustustus) מכחול (Falustustustustustustustustustustustus) מכחול (Fal) מכחול מכחול מכחול מ-Flastdustal) מ-Flastdustal) מ-Fal) מ-Flastdustated) מ-Flastdustrated: 4, ו-Flastdusdustrated) מ-Flastdustated) מ-Flastdustated) מ-Flastdustated) מ-Flastd) מ-Flastdusdusdusdusdustrated: 4 (R5

מרכזי צבעים ו Defects

לא כל הצבעים באים מכעיפי עקבות.חלקם מתעוררים מפגמים מבניים ב-Beticce כי מלכודות אלקטרונים או חורים, יצירת "מרכזי צבע" פגמים אלה סופגים אורכי גל ספציפיים, המעבירים צבע. מרכזי צבע יכולים להיווצר באופן טבעי על ידי קרינת יון (למשל, אורניום או thorium בסלעים הסובבים) או מלאכותי על ידי אי-דיציה במעבדה.

F-Centers (Farbe Centers)

(ב) ,במרכז (הגרמנית:0) ,Farbeveph1, צבע) הוא אלקטרון לכוד באתר יון פנוי (Vacant avcant aval; e-to-automal (האלקטרון אינו מחויב לגרעין מסוים, אך הוא מלוטש בפוטנציאל שנוצר על ידי סיליקון-Flowi) אשר מכיל רמות אנרגיה מקוטבות (Olic) ו-F2, אשר מכילות צבע קרינת אור (Oli) אשר קרינת אור, אשר מכילה יותר מכחול-DVallowi) אשר מכילה יותר מ-F2, אשר מכילה קרינת אור, אשר מכילה קרינת אור, אשר מכילה יותר מ-F2, ו-F2, אשר מכילה קרינת אור, אשר מכילה קרינת אור (מסוגודה (מסוג של קרינת אור, ו-F2, אשר מכילה יותר מכחול-F2, אשר מכילה קרינת אור, אשר מכילה קרינת אור, אשר מכילה אטומים של אטומים של אלקטרון (מסוג של קרינת אור, אשר מכילה אטומים של אטומים של קרינת אור, אשר אטומים של אטומים של קרינת אור, אשר אטומי

צבעים נוספים של Defect-Centered

  • (FLT:0) ,Amestest: (FLT:1) הצבע הסגול של אמטיסט עכשיו מובן לערב גם את זיהומים ברזל (Fe3+) ומרכזי צבע המושרה קרינה.המנגנון המדויק מורכב, עם Fe4+ ו- Fe2+ אינטראקציה עם אתרי חמצן ריקים או חורים לכודים.היש להיחשף לקרינה טבעית או מלאכותית כדי לפתח את הסגולה הסגולה יכול להיות צבע הפוך.
  • (FLT:0)Rose Quartz:FLT:1rea: רוז צבע ורוד של רוז היה מיוחס זמן רב כדי לעקוב אחר מגניז, אבל מחקרים מודרניים מציעים כי זה עולה סיבי מיקרוסקופיים של מינרלים דמוי דוהרנטי או ממרכזי צבע מעורבים אלומיניום ו זרחן.
  • (FLT:0) פלואוריט: 1FLT:1 סגול אינטנסיבי של קצת פלואוריט (נקרא לעתים קרובות "ג'ון כחול") הוא בשל מרכזי צבע שנוצרו על ידי נזק קרינה, לעתים קרובות קשורה עם זיהומים ytrium כתחליף סידן.

מרכזי צבעים הם לעתים קרובות metastable: חום או אור אינטנסיבי יכול "לעוס" אותם, להרוס את הצבע.זו הסיבה כמה אבני חן מעוותות הם טיפול חום לייצב או לשנות את צבעם.

העברה

במינרלים מסוימים, הצבע נובע לא מחיבור יחיד של יון:0 (ד'ד) מעברים 1-ד', אלא מהעברת אלקטרון בין שני מושגים שונים או בין כרית מתכת לבין רצועה.אלה (FLT:2 לטעון העברה FLT 3:2) תהליכים כרוכים בשינוי אנרגיה גדול בהרבה, לעתים קרובות וכתוצאה מכך עלייה חזקה בטווח אולטרה סגול או גלוי, תשואות צבעים אינטנסיביים.

העברה של מטען מתכת-אל-מט (Intervalence Charge transfer)

כאשר שני זרמי מתכת הסמוכים של מדינות שונות של חמצון נוכחים, אלקטרונים יכול "להרוג" אחד לשני על ידי קליטת צילום.הדוגמה המפורסמת ביותר היא זוג Fe2+ ו- Ti4+ ב-FLT:0sapphireFLT 1 (corundum) אלה יושבים באתרי octahedral הסמוכים.

Ligand-to-Metal Charge Transfer (LMCT)

כאן אלקטרון מ anion (בדרך כלל חמצן) מקודמת למסלול ריק על כרית מתכת השכנה. ⁇ זו היא בדרך כלל אולטרה סגולה, אבל הזנב שלה יכול להיכנס לקצה הכחול של הספקטרום הנראה, נותן מינרלים צבע צהוב או אדום. לדוגמה, צבע צהוב של ספקטרום צהוב או אדום.

תיאורית Band Theory and Semiconductor Colors

במינרלים מסוימים, האטומים כל כך ארוזים עד כדי כך שרמות האנרגיה של אטומים בודדים מתרחבות ללהקות מתמשכים - להקת הסגלגל ולהקת ההתנהגות.אם פער האנרגיה (פסגפ) בין הלהקות הללו הוא קטן מספיק (פחות מ-3.1 eV), אור גלוי יכול להרגשת אלקטרונים מלהקת הנדנדה ועד ללהקת ההתנהגות, והצבע נקבע על ידי רוחב של הלהקה.

(הופנה מהדף [[המאה ה-20]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[[[[[1924]]]]

המחקר של תיאוריית הלהקה במינרלים יש יישומים מעשיים בפיסיקה מוצקה של המדינה וזיהוי אבני חן, שכן הספקטרום הנראה UV יכול לחשוף מבנה אלקטרוני של מינרלים.

דיספרסון ודיפרציה: תקופתיות סטרקטיבית

חלק מהצבעים המינרליים המבשרים ביותר אינם נובעים מקליטה כלל, אלא מהאינטראקציה הפיזית של האור עם מבנים תקופתיים בקנה מידה דומה לאורכי גל גלויים.

משחק Opal's Play-of-Color

אפיל בולט מורכב מתחומים תת-מיקרוסקופיים (כ-150-300 nm בקוטר) מסודרים בליטיטה קבועה, תלת-ממדית, המבצר הזה פועל כמעין דיפרקציה ההולכת לאור גלוי.

Iridescence and Labradorescence

(ב) , במיוחד (FLT:0)labradoriteFLT) 1:1, להציג משחק מבריק של צבעים הידועים כ- מבוך, זה נגרם על ידי התערבות קלה של lamellae דק (שכבות רזולוציה) בתוך המבנה קריסטל (lamellae) אלה lamellae יש מעט מדדים דקים דקים של אור, וכאשר אור משקף מספר רב של שכבות, התערבות קונסטרוקטיבית וגזענית (D2Fish) בשל דגימות דומות (Mon) של 3.

צבעים מבניים אלה הם ייחודיים כי הם אינם "ממריצים" ויכולים להשתנות על ידי שינוי זווית התצפית, מה שהופך אותם מאוד בולטים תכשיטים ושימושיים גם בזיהוי מינרלים מסוימים.

הפלוכיזם: צבע מכיוונים שונים

(התערוכות צבעוניות רבות (FLT:0) ,0) ,[דרוש מקור]: הן מראות צבעים שונים כאשר הן נראות מכיוונים גבישיים שונים.תופעה זו מתרחשת משום שקליטת האור תלויה במגמה של הליטבורגר ביחס לקיטוב של גל האור.בגביש אור שאינו פתור, הוא צבע ג'ולי (לא-קוגני), השבר והסידור של קליטהכחול כמעט, כמעט, הוא כחול-סגול, וכחול, כמעט, וכחול, הוא כחול-סגול, וכחול, כמעט, וכחול, וכחול, הוא כחול-סגול, וכחול, וכחול (לא-DVallnliFaltelite) הוא כחול, וכחול, וכחול, הוא צבע (לא-DVallylic) וכחול, כמעט, וכחול, הוא מראה צבע כחול, כמעט, כמעט, כמעט, כמעט, כמעט, כמעט, וכחול, כמעט, וכחול, וכחול, הוא כחול, הוא כחול, הוא כחול, כמעט, כמעט, כמעט, כמעט, כמעט, כמעט, הוא כחול, הוא כחול, וכחול, הוא כחול, וכחול, הוא כחול-DValun-DVallylic

כיצד לראות הפלוצ'רוניזם

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

דוגמאות למינרלים בלתי אפשריים

השולחן הבא מסכם את המנגנונים המבניים שמאחורי הצבעים של גבישי מינרלים ידועים.זה לא ממצה אלא מדגיש את המגוון של הסיבות.

Amethyst (Quartz)

צבע: מכניזם סגול: שילוב של זיהומים Fe3+, מרכזי צבע הנגרמים קרינה (מחוכים על חמצן סמוך אל3+ או Fe3+), ואולי Fe4+.הצבע יציב בתנאים רגילים, אך ניתן לספוג אותו על ידי חימום מעל 400 מעלות צלזיוס (מקור: GIA).

רובי (Corundum)

צבע: אדום ורוד. מכניזם: Cr3+ בתיאום octahedral. Crystal field פיצולting מייצר ספיגה חזקה בכחול ירוק סגול (מקור: Mindat).

הברקה (Beryl)

צבע: ירוק. Mechanism: Cr3+ (ולפעמים V3+) באתרי octahedral ב lattice.שדה הקריסטל הוא מעט שונה מזה בקורונדום, גרימת ספיגה אדומה וכחול-סגולה וזריקת ירוק.

טורמט (Elbaite)

צבע: טווח רחב (אדום, ירוק, כחול, צהוב וכו ') מכניזם: משחק מורכב של מתכות מעבר (Fe, Mn, Cu וכו ') באתרי תיאום שונים, בשילוב עם פגמים מבניים ועברת מרווחים.הפלוכיזם הוא קיצוני. (מקור: החברה שלירולוגית של אמריקה).

אופל (Precious)

צבע: Play-of-color. Mechanism: Diffraction of Light by a קבוע של ספירות סיליקה.אין צורך באלמנטים של עקבות (מקור: החברה המלכותית לכימיה).

Labradorite (Feldspar)

צבע: כחול, ירוק, צהוב וכו 'מכ מכניזם: בין ההשוואה של אור מאסון רזולוציה דק; צבע מבני.

שם: Smokey Quartz

צבע: בראון לשחור.מכניזם: מרכזי צבע שנוצרו על ידי אי-הדה טבעית.אלומיניום המיושמים לסיליקון יוצר מרכז חור שתופס אור גלוי.ניתן להסיר את הצבע באמצעות חימום (מקור: המכון הגאולוגי של אמריקה).

Lapis Lazuli (Lazurite)

צבע: ריץ כחול. מכניזם: הצבע הכחול נובע רדיקלים של גופר (S3-) לכודים במבנה הסוליטה.זהו דוגמה קלאסית למרכז צבע (קיצוני פוליאני) ולא מתכת מעבר (מקור: מינרלוגיסט אמריקאי).

התכנסות: The Structural Puzzle of Color

צבע גביש מינרלים הוא לעתים רחוקות תווית פשוטה.זה תוצאה של אינטראקציה עדינה ולעתים קרובות מורכבת בין ההרכב הכימי שלה לבין הארכיטקטורה הפנימית שלה.מחלוקת שיטתית של FLT:0dtureFLT:1-אוביטלים בתאוריה שדה גבישי למכניקה הקוונטית של אלקטרונים לכודים באתרי פגם, מן המטען בין הדגד הסמיכות להתערבות של אור בתקופות תקופתיות, לזהות תכונות של ספקטרום אופטית של היווצרותן, אך ורק על ידי ספקטרום של גלקסיות גלקסיות אלה, אך ורק על ידי גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות אופטיות, אך מאפשרות זיהוי של תכונות של תכונות של גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות מינרליות וזיהוי, אך ורק על גביית של גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות אלה, אך ורק על ידי גלקסיות גלקסיות מינרליות, אך ורק על גביית של גלקסיות גלקסיות גלקסיות אופטיות של גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות אופטיות של גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות גלקסיות

בעודנו ממשיכים לפתח טכניקות אנליטיות חדשות – כגון ספקטרום גבוה של ספקטרוסקופיה וקרינת סינכרון – הבקרות המבניות העדין על הצבע הופכות ברורות יותר ויותר. בפעם הבאה שאתה מעריץ אבן חן צבעונית, לשקול את השכבות של הפיזיקה מתחת לפני השטח: הסדר הזה של אטומים, הריקוד של אלקטרונים, והאינטראקציה עם פוטונים שבסופו של דבר מייצרים את הבזק של דבר של דבר של דבר של יופי.

(FLT:0) לקרוא: 1FLT עבור אלה המעוניינים לחקור עמוק יותר, החברה המלכותית לכימיה מספקת סקירה של תורת שדה גביש, בעוד המכון הגאולוגי של אמריקה מציע משאבים נרחבים על מקורות צבע אבני חן.