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日期:2017年11月23日 09:37
色彩是矿物最较着、最直观的性子,对我们浏览和熟悉矿物有极大的影响,察看色彩的经历关于审定辨别差别矿物是至关重要的。
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中国画常有的色彩次要是花青、藤黄、胭脂、朱砂、赭石、石青、石绿等,前3种是动物色彩,后4种是矿物色彩。动物色彩在氛围中不稳定,易变色;而矿物色彩不变,千年稳定。如绿色的孔雀石,褐红色的赤铁矿等都可作为自然颜料。
 
那么矿物的色彩是怎样构成的呢?
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矿物的色彩是矿物对入射自然光(390~770nm)中差别波长的光波吸取后,透射和反射的。当矿物遭到自然光映照,自然光中的某些波段的能量被吸取。被吸取的能量用于把电子跃迁到别的能级,所吸取的光的能级被从自然光中抽离,从而在构成自然光的能级波谱中留下一个大概多个吸取谱线,这一征象叫做光的选择性吸取。当自然光的一部分以这类方法被吸取,我们的眼睛只能感受到顺遂穿过或反射并到达我们眼睛的剩下的残存能量。大脑把这些残存的能量组合到一同,并记载成单一的一种色彩,即矿物的体色。
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当矿物对白光中的差别波长的光波划一水平的吸取时,矿物所显现的色彩取决与吸取水平。
 
假如是平均地局部吸取,矿物呈玄色;若基本上都不吸取,则为无色或红色;若各色光均被平均地吸取了一部分,则视其吸取量的多少,而显现差别浓度的灰色。假如矿物只选择性吸取地吸取某种波长的色光时,则矿物显现出被吸取的色光的残存色。
 
矿物的色彩又可分为体色(body color)和外表色(surface color)。
 
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关于通明或半透明的矿物,可见光可入射到其内部必然的深度,当晶格内的某些电子从基态跃迁到激发态所需的能量恰好与某波长的可见光的能量相称时,这些电子便可吸取入射光中的这部门光而从基态跃迁到激发态,盈余部门色光则从头透射、散色或反射出矿物的外表而使矿物显现的色彩,称为矿物的体色,即矿物透光的色彩,表示为被吸取色光的补色。 
 
有些矿物的体色是有组成质料主要成分的化学元素招致的,这类叫做自色矿物。体色有非组成质料主要成分而是以矿物中痕量“杂质”存在的元素所招致的,这类叫做他色矿物。
 
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决议矿物色彩的主要身分次要有以下几个方面,金属离子的电子跃迁、离子间的电子转移、色心致色和物理光学致色。但在每一个矿物中,有不止一种身分会发生或招致其色彩。
 
身分一:分离的金属离子
 
在化学元素中,被称为过渡元素的一组八个金属元素是很多矿物呈色的缘故原由,也成为色素离子,次要为周期表中第四周期的Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni,以及主要的W、Mo、U、Cu和稀土元素等离子。
 
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由于过渡金属的离子都具有未填满的d或f电子亚层,电子在离子内部的轨道间跃迁(即d-d跃迁或f-f跃迁)。
 
差别的过渡元素趋于发生差别的色彩。比方红宝石中的白色是由铬元素发生的,而金绿宝石中的黄色是由铁发生的。此中最常见的是凡是别离使矿物呈绿色和红褐色的Fe2+和Fe3+。
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另外,还有一些矿物是由于其他元素而呈色的,比方河汉石是微斜长石中绿色至蓝绿色的变种,含有Rb和Cs,普通Rb2O的含量为1.4%~3.3%,Cs2O为0.4%~0.6%,其色彩有一种说法是含Rb致色,也有人以为是此中含有微量的Pb代替构造中的K,惹起构造上的缺点发生色心而招致呈色。 
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所感受到的色彩还取决于致色离子在晶体结构中的位置,以及晶体结构的自己。凡是状况下,晶体中的过渡元素大多是由氧离子环抱的,但是关于一样的离子,差别的布列环抱方法将发生差别的影响。比方二价铁离子在橄榄石中发生绿色,而在铁铝榴石中发生白色。
 
发生的体色之所以会差别,是与电子从一个能级跃迁到另一个能级所需求的能量有关,环抱过渡元素离子的氧离子的间隔和数量将影响电子跃迁能级的能量巨细。
 
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在红宝石和祖母绿中,环抱每一个过渡金属铬离子的氧原子的数目是不异的,但晶体中的晶体结构情况是差别的,氧原子与铬离子之间的间隔也是差别的,电子跃迁所需求的能量也不同,这类不同招致晶体对自然光的吸取稍有差别,而这足以对色彩发生宏大的影响。比方铬存在于绿柱石构造中,我们看到的是祖母绿淡雅的绿色。而存在于刚玉构造中我们看到的是红宝石艳丽的白色。
 
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当入射光的光谱随光源而改动,如日光与钨丝白炽光的能量散布稍有差别,透过部门晶体,这类不同将足以改变体色,招致大脑把差别条件下透过晶体的残存能量注释为完整差别的色彩。这就是变色效应。有变色效应最著名的就是铬钒致色金绿宝石的变色种类-------变石。石榴石和萤石等矿物也会发生变色效应。
 
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对萤石的变色有贡献的元素是过渡元素Fe 、V和稀土元素Y、Sr、 Nb 、Sm,在萤石晶体内呈类质同象置换的杂质元素离子。
 
我国四川平武雪宝顶的白钨矿常呈橘黄色,非常夺目。其色彩成因与主量化学成分和晶体结构干系其实不较着,能够与晶体结构中较小的超微结构或是微量元素、稀土元素有关。
 
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广西阳朔的磷氯铅矿常显现亮绿色。实在纯洁的磷氯铅矿是无色通明的,磷氯铅矿中具有挑选吸取的离子次要是Fe2+、Fe3+、Cu2+、Ni2+,致色元素是以Fe离子为主,Cu离子和Ni离子含量较少,它们比Fe离子少了一个数量级,能够以为磷氯铅矿的色彩次要是Fe离子感化。当Fe3+离子含量较大时会使磷氯铅矿显现黄色,Fe2+比力多的时分以致磷氯铅矿显现绿色。9159金沙
 
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决议矿物色彩的主要身分次要有以下几个方面,金属离子的电子跃迁、离子间的电子转移、色心致色和物理光学致色。但在每一个矿物中,有不止一种身分会发生或招致其色彩。

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