Nhiều loại đá quý được sử dụng trong đồ trang sức, với mỗi loại có màu đặc trưng riêng – hoặc, trong một số trường hợp là rất nhiều màu .
Nguồn gốc của những màu này có cơ sở hóa học, và màu sắc chính có thể khác nhau tùy thuộc vào thành phần hóa học của đá quý. Điều thú vị là nhiều khoáng chất thực sự không màu ở dạng nguyên chất, và chính việc có các tạp chất trong cấu trúc của chúng dẫn đến màu sắc của chúng.
Bản quyền ảnh:Andy Brunning
Nói chung, chúng ta quan sát một vật có màu khi nó hấp thụ một số bước sóng của ánh sáng nhìn thấy, chứ không phải những dải bước sóng khác. Các màu sắc khác nhau, ánh sáng có bước sóng khác nhau, vì vậy các bước sóng chính xác bị hấp thụ sẽ ảnh hưởng đến màu sắc mà vật thể xuất hiện. Ví dụ, một vật thể hấp thụ tất cả các bước sóng của ánh sáng nhìn thấy đi qua nó, nhưng không hấp thụ ánh sáng đỏ, sẽ xuất hiện màu đỏ.
Tại sao sự hấp thụ ánh sáng này xảy ra? ngay tự đầu điều này phụ thuộc vào các yếu tố có trong cấu trúc của đá quý. Một số nguyên tố không có sự hấp thụ ánh sáng nhìn thấy – ví dụ, các hợp chất chứa kim loại từ nhóm 1 trong Bảng tuần hoàn thường không màu. Ngược lại, các kim loại chuyển tiếp (nhóm kim loại lớn ở trung tâm của Bảng tuần hoàn) có khả năng hấp thụ ánh sáng màu.
Các kim loại chuyển tiếp có khả năng này vì chúng có các electron trong obitan d. Các quỹ đạo về cơ bản là các vùng không gian xung quanh một nguyên tử, trong đó các điện tử có thể được tìm thấy; chúng có thể có hình dạng và mức năng lượng khác nhau.
Các obitan d trong các nguyên tố chuyển tiếp được lấp đầy một phần, và điều này có nghĩa là các electron chưa ghép đôi trong đó có khả năng hấp thụ ánh sáng nhìn thấy để thúc đẩy các electron lên mức năng lượng cao hơn. Khi chúng làm điều này, bước sóng ánh sáng mà chúng hấp thụ sẽ bị loại bỏ hoàn toàn khỏi ánh sáng. Sau đó, chúng rơi trở lại từ ‘trạng thái kích thích’ này, giải phóng năng lượng dư thừa dưới dạng nhiệt.
Các kim loại chuyển tiếp khác nhau có khả năng hấp thụ các bước sóng khác nhau của ánh sáng nhìn thấy, do đó tạo ra dải màu đa dạng như đá quý. Các kim loại chuyển tiếp có thể là một phần của công thức hóa học của khoáng chất, hoặc chúng có thể có trong khoáng vật dưới dạng tạp chất.
Ngay cả một lượng nhỏ tạp chất kim loại chuyển tiếp này, trong đó một nguyên tử kim loại chuyển tiếp nằm ở vị trí của một nguyên tử khác thường chiếm vị trí đó trong cấu trúc, cũng có thể dẫn đến màu sắc đậm.
Tuy nhiên, nguồn gốc của màu sắc trong đá quý không phải lúc nào cũng phụ thuộc vào sự hiện diện của các kim loại chuyển tiếp . Trong một số trường hợp, sự chuyển giao các electron giữa các ion trong cấu trúc của đá quý, do sự hấp thụ các bước sóng của ánh sáng nhìn thấy, cũng có thể là nguyên nhân.
Đây là trường hợp của ngọc bích, với màu sắc là kết quả của sự chuyển giao điện tích giữa các ion sắt 2+ và ion titan 4+. Sự vắng mặt của một ion ở một vị trí cụ thể trong cấu trúc, hoặc sự hiện diện của một ion kim loại không chuyển tiếp ngoại lai, cũng có thể dẫn đến hiện tượng màu sắc, cũng như sự nhiễu xạ ánh sáng đơn giản qua cấu trúc của tinh thể.
Cũng có những ví dụ về các biến thể của màu sắc trong cùng một loại đá quý. Ví dụ điển hình của điều này là alexandrite . Alexandritexuất hiện màu xanh lá cây trong ánh sáng ban ngày, nhưng màu đỏ trong ánh sáng đèn sợi đốt. Điều này là do thực tế là ánh sáng tự nhiên giàu ánh sáng xanh hơn, mà mắt của chúng ta nhạy cảm hơn, vì vậy chúng ta cảm nhận viên đá quý có màu xanh lục. Mặt khác, đèn sợi đốt có nhiều ánh sáng đỏ hơn, dẫn đến nhiều ánh sáng đỏ bị phản xạ hơn và mắt chúng ta cảm nhận viên đá quý là màu đỏ.
Nếu điều này thu hút sự quan tâm của bạn và bạn muốn đọc chi tiết hơn về chủ đề này, tôi đã đưa vào một số liên kết thú vị với những giải thích phức tạp hơn về nguồn màu trong đá quý bên dưới. Nhiều loại đá quý có trong biểu đồ có thể được tìm thấy với nhiều màu sắc khác nhau; ví dụ, ngọc hồng lựu, mặc dù thường có màu đỏ nổi tiếng, nhưng cũng có thể được tìm thấy trong nhiều loại khác. Ngoài ra còn có một số nguyên nhân khác của màu sắc, thay vì nguyên nhân chính được trình bày chi tiết ở đây, vì vậy đó là một lĩnh vực hóa học rất đa dạng!
theo: geologyin.com
