јссоциаци€ Ёкосистема (сайт www.есоsystеmа.ru)







√Ћј¬Ќјя >>> ѕ–»–ќƒј –ќ——»» и ———– >>> ћ»Ќ≈–јЋџ » √ќ–Ќџ≈ ѕќ–ќƒџ

ќ  онференции исследовательских и проектных работ учащихс€ "ёные географы, краеведы и путешественники", посв€щенной 175-летию основани€ –√ќ: декабрь 2020 г
 онференци€ исследовательских и проектных работ учащихс€ ёные географы, краеведы и путешественники

√лавна€
English
Ѕиологический кружок ¬ќќѕ
  √остю кружка
  ѕланы кружка
  Ёкспедиции и выезды
  »сследовательска€ работа
  ѕрограмма "Parus"
  »стори€ кружка
   онтакты кружка
ѕолевой центр
  ‘отогалере€
  Ћетопись биостанции
  —татьи о биостанции
  »сследовательские работы
”чебные программы
  ѕолевые практикумы
  ћетодические семинары
  ¬ебинары
  »сследовательска€ работа
  ѕроектна€ де€тельность
  Ёкспедиции и лагер€
  Ёкологические тропы
  Ёкологические игры
  ѕубликации (статьи)
ћетодические материалы
  Ќагл€дные определители
   арманные определители
  ќпределительные таблицы
  Ёнциклопедии природы –оссии
   омпьютерные определители
  ћобильные определители
  ”чебные фильмы
  ћетодические пособи€
  ѕолевой практикум
ѕрирода –оссии
  ћинералы и горные породы
  ѕочвы
  √рибы
  Ћишайники
  ¬одоросли
  ћохообразные
  “рав€нистые растени€
  ƒеревь€ и кустарники
  ягоды и сочные плоды
  Ќасекомые-вредители
  ¬одные беспозвоночные
  ƒневные бабочки
  –ыбы
  јмфибии
  –ептилии
  ѕтицы, гнезда и голоса
  ћлекопитающие и следы
‘ото растений и животных
  —истематический каталог
  јлфавитный каталог
  √еографический каталог
  ѕоиск по названию
  √алере€
ѕриродные ландшафты мира
  ‘изическа€ географи€ –оссии
  ‘изическа€ географи€ мира
  ≈вропа
  јзи€
  јфрика
  —еверна€ јмерика
  ёжна€ јмерика
  јвстрали€ и Ќова€ «еланди€
  јнтарктика
–ефераты о природе
  √еографи€
  √еологи€ и почвоведение
  ћикологи€
  Ѕотаника
   ультурные растени€
  «оологи€ беспозвоночных
  «оологи€ позвоночных
  ¬одна€ экологи€
  ÷итологи€, анатоми€, медицина
  ќбща€ экологи€
  ќхрана природы
  «аповедники –оссии
  Ёкологическое образование
  Ёкологический словарь
  √еографический словарь
  ’удожественна€ литература
ћеждународные программы
  ќбща€ информаци€
  ѕолевые центры (¬еликобритани€)
  ћеждународные экспедиции (—Ўј)
   урс полевого образовани€ (—Ўј)
  ћеждународные контакты
»нтернет-магазин
   арманные определители
  ÷ветные таблицы
   омпьютерные определители
  Ёнциклопедии природы
  ћетодические пособи€
  ”чебные фильмы
   омплекты материалов
 онтакты
  √остева€ книга
  —сылки
  ѕартнеры
  Ќаши баннеры
   арта сайта

Ёкологический ÷ентр Ёкосистема на Facebook Ёкологический ÷ентр Ёкосистема ¬ онтакте

ётуб канал Ёкосистема YouTube EcosystemaRu

—качать приложени€ Ёкосистемы Ёко√ид из магазина Google Play / Play Market
—качать приложени€ Ёкосистемы Ёко√ид из AppStore / iTunes
¬идео-360 по экологии на нашем Youtube канале

≈сли ¬ам понравилс€ и пригодилс€ наш сайт - кликните по иконке "своей" социальной сети:

ѕриложение 'ћанок на птиц: птицы ≈вропы - песни, позывки, голоса птиц' дл€ смартфонов и планшетов јндроид / Android загрузить из Google Play / Play Market бесплатно

ќбъ€влени€:

«десь может быть бесплатно размещено ¬аше объ€вление о проводимом ¬сероссийском конкурсе, —лЄте, ќлимпиаде, любом другом важном меропри€тии, св€занном с экологическим образованием детей или охраной и изучением природы. ѕодробнее >>>

ћы публикуем на нашем сайте авторские образовательные программы, статьи по экологическому образованию детей в природе, детские исследовательские работы (проекты), основанные на полевом изучении природы. ѕодробнее >>>



яндекс.ћетрика



[ sp ] : ml об : { lf }

ѕожалуйста, ставьте гиперссылку на сайт www.ecosystema.ru если ¬ы копируете материалы с этой страницы!
¬о избежание недоразумений ознакомьтесь с правилами использовани€ и копировани€ материалов с сайта www.есоsystеmа.ru
ѕригодилась эта страница? ѕоделитесь ею в своих социальных сет€х:

ћинералы и горные породы –оссии и ———–

<<< ѕрозрачность | —одержание | ÷вет черты >>>

ћќ–‘ќЋќ√»„≈— »≈ ќ—ќЅ≈ЌЌќ—“» ћ»Ќ≈–јЋќ¬
ќптические свойства

÷вет (окраска) минералов

ћир минералов восхищает и покор€ет наблюдател€ не только скульптурным совершенством, стройностью и из€ществом форм кристаллов, но и своей живописью, ласкающим глаз многоцветьем, поразительным разнообразием и великолепием красок, широчайшей цветовой гаммой от мрачноватых черных и бурых тонов до радостных всплесков €рких и насыщенных цветов Ч красных, синих, зеленых, оранжевых, желтых и т.д., или, наоборот, нежных и легких оттенков цвета Ч голубого, бледно-зеленого, розового, желтоватого и др.

ќткуда же беретс€ все это великолепие?  акие колдовские силы его производ€т?

ѕричины, вызывающие по€вление столь роскошной красочной палитры, запечатленной и воплощенной в минералах, многообразны и в целом достаточно сложны; вы€снение природы окраски минералов представл€ет собой непростую проблему, и ее подлинно научна€ разработка на основе представлений и методов, используемых в физике твердого тела, имеет, в сущности, всего-навсего четвертьвековую историю. ћногие конкретные вопросы, св€занные с установлением причин окраски отдельных минералов, не вы€снены до сих пор.

„асто в учебниках минералогии, равно как и в специальных книгах, посв€щенных окраске минералов, можно встретить утверждение, что цвет минералов представл€ет один из их важнейших, самых ценных диагностических признаков.

ћежду тем, к насто€щему времени следует считать твердо установленной ошибочность такого мнени€; диагностическое значение окраски минералов в целом сильно преувеличиваетс€. ѕодавл€ющее большинство минералов может под вли€нием различных факторов, преимущественно кристалло- и геохимических, приобретать самый разный цвет Ч буквально в диапазоне от белого (или даже бесцветного) до черного, включа€ коричнево-бурые, желтые, красные, оранжевые, зеленые, синие и прочие цветовые тона разной насыщенности, с многочисленными тонкими оттенками и градаци€ми цвета.

—ледовательно, более правильным и справедливым будет другое утверждение: цвет минералов €вл€етс€ не столько диагностическим, сколько одним из важнейших и ценнейших (поскольку прежде всего бросаетс€ в глаза) типоморфных признаков: он во многом зависит от условий минералообразовани€ и, следовательно, может способствовать их вы€снению.

ќкраска минералов, как уже упоминалось выше, представл€ет собой результат взаимодействи€ световых волн видимого диапазона (400-740 нм) с электронными оболочками материальных частиц (атомов, ионов и др.), слагающих кристаллическое вещество, и с электронной системой кристалла в целом. Ёто взаимодействие в общем случае вызывает селективное (избирательное) поглощение каких-то интервалов световых волн видимого диапазона.

ѕри полном поглощении света минерал приобретает черный цвет; наоборот, полное пропускание или отражение (рассе€ние) света соответствует бесцветности или белому цвету минерала. ¬ остальных случа€х, когда из солнечного спектра как бы "выхватываютс€" некоторые участки Ч широкие области, узкие полосы, отдельные спектральные линии и их серии Ч минерал окрашиваетс€ в цвета, дополнительные к цвету поглощенных световых волн.

—елективна€ абсорбци€ световых волн может про€вл€тьс€ сильнее или слабее, т.е. волны определенной длины поглощаютс€ в одних случа€х практически полностью, в других Ч лишь частично, иногда в небольшой степени; это определ€ет интенсивность (густоту, насыщенность) цветового тона минерала. “ак, при слабом избирательном поглощении волн красного конца спектра у белого минерала по€витс€ голубоватый оттенок, а при сильном поглощении красных лучей минерал окраситс€ в густо-синий цвет.

¬ минералогии со времен ј“.¬ернера (1749-1817), авторитетнейшего европейского минералога конца XVIII Ч начала XIX века, утвердилась традици€ описывать цвет минералов на качественном уровне, путем сравнени€ его с какими-то общеизвестными эталонами, вз€тыми из мира живой и неживой природы. ¬ качестве примеров описани€ цвета минералов, введенных еще ¬ернером и его современниками, но до сих пор широко используемых, можно привести такие, как

  • индигово-синий,
  • карминно-красный,
  • лавандово-синий,
  • вишнево-красный,
  • €блочно-зеленый,
  • трав€но-зеленый,
  • луково-зеленый,
  • медово-желтый,
  • лимонно-желтый,
  • канареечно (т.е. зеленовато)-желтый,
  • кроваво-красный,
  • молочно-белый,
  • шоколадно-бурый,
  • кирпично-красный и т.п.

 ак видим, минералоги XVIII-XIX веков вс€чески изощр€лись в придумывании определений цветовых оттенков минералов.

ќбщеупотребительны также сравнени€ с цветом хорошо всем знакомых минералов:

  • киноварно-красный,
  • изумрудно-зеленый,
  • сапфирово-синий,
  • серно-желтый и т.д.

ѕри описании цвета рудных минералов обычно ссылаютс€ на окраску металлов и сплавов:

Ћишь в последние годы, и то не столько в минералогии, сколько в геммологии и ювелирном деле, начинают переходить к объективной количественной (колориметрической) цветовой характеристике минералов. “акой подход дает возможность стандартизации описани€ цвета минералов, что особенно важно при оценке драгоценных камней: в этом случае цвет €вл€етс€ одним из наиболее существенных критериев качества кристалло сырь€.

 роме того, возможность количественно (в числовом выражении) представить характеристику цвета минералов способна сослужить хорошую службу при минералогических поисках полезных ископаемых. ¬едь €рко окрашенные минералы, сопровождающие труднодиагностируемые рудные минералы (например, белые, без четко выраженных кристаллических форм), зачастую используютс€ как минералы-индикаторы оруденени€. ј поиски коренных месторождений алмаза (алмазоносных кимберлитовых трубок) ведутс€ методом пироповой съемки, причем лишь некоторые цветовые разновидности магнезиального граната Ч пиропа, обладающие вполне определенными спектральными характеристиками, могут служить благопри€тным поисковым признаком.

ѕри инструментальном (колориметрическом) определении цвета минералов измер€ютс€ три цветовых параметра: цветовой тон (длина волны в соответствии с оптическим спектром), его насыщенность (в относительных единицах или баллах) и €ркость (в процентах).

¬ зависимости от причин, обусловливающих цвет минералов, выдел€ют три основных типа их окрасок: аллохроматические, идиохроматические и псевдохроматические.

јллохроматические окраски тесно св€заны с микронеоднородным строением минералов и вызываютс€ присутствием в них мельчайших рассе€нных включений (вростков) посторонних окрашенных минеральных веществ.

“ипичные примеры аллохроматических окрасок Ч розовые до м€со-красных у ортоклаза или микроклина, равно как и у сердолика или карнеола, содержащих тонкие пылевидные включени€ гематита или гЄтита; зелена€ окраска хризопраза, обусловленна€ адсорбированными на поверхности и в порах соединени€ми никел€ и включени€ми его гидросиликатов; а также некоторых разновидностей кварца и халцедона Ч празема и плазмы, св€занна€ с рассе€нными включени€ми тонких чешуек хлорита и гидрослюдки (селадонита) или волоконец актинолита; в красно-зеленом гелиотропе присутствуют включени€ и гематита (или гЄтита), и хлорита.

¬ообще среди аллохроматических окрасок резко доминируют бурые, красные, розовые и зеленые тона, а среди включений минералов, обусловливающих такие окраски, Ч оксиды и гидроксиды железа и марганца, мелкочешуйчатые разновидности хлоритов, слюдок и т.п. ќпределенную роль в числе факторов, вызывающих аллохроматические окраски минералов, могут играть и присутствующие в них мелкие газово-жидкие включени€ (придающие, например, кварцу молочно-белый цвет).

ћногие минералы окрашиваютс€ тонкораспыленными частицами органического вещества, углистыми или графитовыми включени€ми, приобрета€ темно-серый или темно-бурый (до черного) цвет.

— введением в минералогическую практику пол€ризационного, а затем и электронного микроскопа причины аллохроматических окрасок расшифровываютс€ довольно легко и быстро, и никаких особых сложностей тут не возникает. «аодно вы€снилось, что некоторым минералам аллохроматическа€ природа окраски приписывалась напрасно; достаточно сказать что еще в 50-х годах аллохроматической считалась окраска таких минералов, как сапфир, аметист и другие цветные разновидности кварца, котора€, как теперь установлено, имеет иную природу и ни с какими чужеродными механическими примес€ми не св€зана.

»диохроматические, т.е. собственные окраски минералов представл€ют наиболее трудную проблему. »менно дл€ их понимани€ приходитс€ привлекать "т€желую артиллерию", обраща€сь к пон€ти€м и представлени€м, развитым в физике твердого тела, и к соответствующим методам исследовани€,- комбиниру€, в частности, оптическую спектроскопию (анализ спектров поглощени€ и отражени€ света) со спектроскопией электронного парамагнитного резонанса (Ёѕ–), позвол€ющей вы€вл€ть в кристаллах различные точечные дефекты (примеси, вакансии), в том числе и электронно-дырочные центры окраски.

ѕри интерпретации оптических спектров широко используетс€ аппарат зонной теории, разработанной в физике полупроводников и металлофизике, теории кристаллического пол€ и теории молекул€рных орбиталей, составл€ющих основу современных представлений о химической св€зи.

–азличают несколько групп идиохроматических окрасок минералов в зависимости от механизма поглощени€ ими световых волн. »збирательное поглощение световых волн видимого спектра обусловлено электронными переходами, которые могут быть четырех типов: внутренние переходы (при наличии в составе минералов переходных металлов с незаполненными электронными оболочками); перенос зар€да (электронов) между одновременно присутствующими разнозар€женными ионами одного либо различных металлов или от анионов к катионам; наличие точечных структурных дефектов (например, анионных вакансий Ч так называемых F центров); переход электронов типа "зона-зона": из одной зоны проводимости в другую, ближайшую, с преодолением заключенной между ними запрещенной зоны (у металлических и полупроводниковых минералов).

—вет может абсорбироватьс€ самим веществом минерала; каждый такой минерал характеризуетс€ своей фундаментальной полосой поглощени€. ќкраска подобного типа свойственна некоторым сульфидам с преобладанием ковалентной св€зи и с полупроводниковыми свойствами, таким как киноварь HgS (красна€), гринокит CdS (оранжево-желтый), реальгар AsS (оранжево-красный), аурипигмент As2S3 (желтый), а также отдельным оксидам (темно-красный куприт —u2ќ, желто-оранжевые глЄт и массикот –bќ) и самородным неметаллам (сера).

ќкраски минералов этой группы, в большинстве своем высокопреломл€ющих и полупрозрачных (или просвечивающих в тонких сколах), наход€т объ€снение в электронной теории строени€ кристаллического вещества (так называемой зонной теории); цвет подобных минералов зависит от соотношени€ ширины зоны проводимости и запрещенной зоны (различают "узкозонные" и "широкозонные" полупроводники) и непосредственно обусловлен межзонными оптическими переходами электронов.

Ѕольшинство таких минералов окрашены в желтые, оранжевые, красные тона, так как лишь коротковолновый синий и фиолетовый свет несет энергию, достаточную дл€ перемещени€ электронов из одной зоны проводимости в другую, и соответственно эти минералы поглощают только световые волны синей части спектра, приобрета€ дополнительные к ним цвета; более длинноволновый свет нужной энергией не обладает и потому свободно проходит сквозь эти минералы.

ќкраска самородных металлов, большинства сульфидов (и их аналогов), некоторых оксидов (магнетит и др.), графита и других непрозрачных минералов со значительным вкладом металлической св€зи определ€етс€ максимумом отражени€, также сопр€женным с межзонными оптическими электронными переходами.

ќкраска более или менее прозрачных минералов с ионной или смешанной ионноковалентной св€зью, содержащих в своем составе (в качестве главных компонентов) ионы металлов переменной валентности, обычно обусловлена электронными переходами между ними ("переносом зар€да" Fe2+ => Fe3+ или Ti3+ => Ti4+ при одновременном присутствии обоих разновалентных ионов) или между катионами металлов и анионами, например, св€занными с ними ионами кислорода ("перенос зар€да" O2- => Fe3+; O2- => Cr6+; O2- > V5+; O2- =>ћO6+ и т.д.).

ѕолосы переноса зар€да Fe2+ => Fe3+ фиксируютс€ в оптических спектрах таких минералов, как кордиерит, аквамарин, сапфир, вивианит и многие другие), Ti3+ => Ti4+ у титанита и других титаносиликатов, а полосы переноса зар€да между кислородом и ионами металлов Ч в спектрах большой группы минералов трехвалентного железа, в минералах классов хроматов, ванадатов, молибдатов (крокоита, ванадинита, вульфенита и др.).

” большинства минералов с преимущественно ионным типом св€зи окраска св€зана не с главными компонентами состава, а с присутствующими в них изоморфными примес€ми Ч элементами хромофорами. ¬ роли хромофоров (греческое "несущий цвет") в мире минералов выступают 8 d-переходных металлов (т.е. металлов, атомы которых имеют недостроенные электронные d-оболочки): Fe, Cr, Ti, V, Mn, Co, Ni, Cu.

 роме того, хромофорами могут €вл€тьс€ и f-переходные элементы (с недостроенными f-оболочками), в том числе некоторые лантаноиды и уран. ¬се эти элементы могут быть как примесными (чаще), так и главными (видообразующими) компонентами минералов. ¬ частности, минералам уранила (UO2)2, т.е. содержащим 6-валентный уран, присуща (при отсутствии других хромофоров, например, ионов Cu2+) €рка€ оранжева€ или канареечно-желта€ окраска, что существенно помогает при поисках месторождений урановых руд, если в них хорошо развита зона окислени€ (с урановыми слюдками, силикатами и карбонатами урана).

¬ качестве примеров минералов, содержащих в качестве главных компонентов ионы переходных металлов, которые и €вл€ютс€ "виновниками" их окраски, назовем зеленый малахит и синий азурит (—u2+), изумруд и рубин (Cr3+), родохрозит, триплит и литиофилит (Mn3+), хризолит (Fe2+). ѕримесь ћn3+ окрашивает в розовые и сиреневые тона многие безжелезистые минералы пегматитов: лепидолит, розовый турмалин Ч рубеллит, апатит, кунцит (прозрачный розовый сподумен), розовый берилл-воробьевит, фосфат берилли€ гердерит и др.

—ледует, впрочем, подчеркнуть, что главным красителем в минеральном мире, несомненно, служит железо, которое, в зависимости от степени окислени€ (т.е. зар€да), от структурной позиции и от концентрации может придавать минералам различные оттенки коричнево-бурого, желтого, зеленого, красного, розового и даже синего цвета, а также (особенно при высоких содержани€х Fe2+) сообщать им черный цвет и непрозрачность.

ќкраска минералов с преобладанием ионной св€зи, обусловленна€ присутствием хромофоров Ч ионов переходных металлов, зависит не только от электронной структуры таких катионов, но и от создаваемого ими кристаллического пол€, что св€зано и с окружающими их катионами и анионами. “ак, ионы Fe2+ всегда поглощают красный свет, и потому содержащие их минералы обычно окрашены в зеленые цвета разных оттенков.

“ем не менее, окраска красных, розовых, оранжевых, малиновых гранатов Ч альмандина, отчасти пиропа и андрадита Ч тоже обусловлена ионом Fe2+, но наход€щимс€, в соответствии с симметрией их структуры, в кубическом кристаллическом поле ( „=8); впрочем, возможно, что в окраске этих минералов существенный вклад принадлежит полосам переноса зар€да Fe2+ > Fe3+.

„то же касаетс€ ионов Fe3+, то на поглощение ими света сильно вли€ет локальна€ симметри€ их ближайшего окружени€, т.е. кристаллического пол€. ¬ зависимости от этого фактора они могут в различной степени поглощать световые волны как фиолетово-синей, так и красной Ч ближней инфракрасной областей спектра. ƒополнительными цветами, в которые окрас€тс€ минералы, будут соответственно желтый и зеленый.

ѕри наиболее обычном  „ Fe3+ = 6 чем сильнее искажены координационные октаэдры Fe3+ и чем ниже их симметри€ и слабее кристаллическое поле3), тем сильнее ион Fe3+ поглощает красный свет, и содержащие его минералы приобретают зеленую и желтовато-зеленую окраску: светло-зеленые гранаты Ч демантоид и гроссул€р; темно-зеленые шпинели Ч плеонаст и ганит; желтовато-зеленые хризоберилл, везувиан и эпидот (последний может и не иметь желтоватого оттенка, т.е. быть чисто зеленым); темно-зеленый глауконит; и др.

¬месте с тем, при высоком содержании Fe3+ в минералах, что имеет место в его оксидах и гидроксидах, а также в большинстве фосфатов, арсенатов и сульфатов, главным фактором, определ€ющим окраску, становитс€ перенос зар€да O2 > Fe3+; полоса переноса зар€да (в зависимости от того, насколько она простираетс€ в длинноволновую часть спектра) вызывает желтую, коричнево-бурую, красно-коричневую и красную окраски (гематит, гЄтит, лепидокрокит, €розит и многие другие минералы).

“е же окраски по€вл€ютс€ и у минералов, содержащих Fe3+ в тетраэдрической, т.е. четверной, координации (желтый прозрачный ферриортоклаз Ч драгоценный камень с острова ћадагаскар; коричневато-красный тетраферрифлогопит из рудоносных карбонатитов  овдорского месторождени€ на  ольском полуострове и др.). ќкраска, обусловленна€ присутствием примесных ионов переходных металлов, может вызыватьс€ и переносом зар€да между этими разновалентными ионами (Fe2+ > Fe3+, Ti3+ Ti4+ и др.).

“аким образом, зар€д поглощающих свет ионов (хромофоров) оказывает большое вли€ние на окраску минералов. Ќо не только зар€д, а и структурна€ позици€ этих ионов (прежде всего Ч координационное число, а также межатомные рассто€ни€). “ак, примесь железа в бериллах может служить, в зависимости от его валентности, раздельного или совместного присутстви€ Fe2+ и Fe3+ и их положени€ в структуре (в октаэдрах, тетраэдрах или промежутках между координационными полиэдрами), причиной, вызывающей зеленую, желтую или голубую окраску.

≈ще нагл€днее пример хрома. ћинералы класса хроматов, содержащие Cr6+ (а точнее, радикалы CrO42-, в которых K„ Cr6+=4), всегда окрашены в €ркие оранжево-красные и красные тона. ј вот минералы, содержащие ионы Cr3+, могут быть окрашены в сиреневый (лиловый), красный, зеленый или голубой цвет. √лавные факторы, определ€ющие в данном случае результирующую окраску минералов: длина межатомных рассто€ний (Cr-ќ и др.) в координационных полиэдрах Cr3+ (обычно ионы Cr3+ замещают јl3+ в октаэдрах) и локальна€ симметри€ этих полиэдров (т.е. степень искажени€ октаэдров, снижающего их симметрию), а также отсутствие или наличие взаимодействи€ ионов Cr3+ между собой (иногда вплоть до образовани€ ионных пар); важную роль играет и тип химической св€зи (соотношение ее ионной и ковалентной составл€ющих). ѕервые два фактора характеризуют геометрию и метрику структурной позиции Cr.

Ќапример, чем короче межатомные рассто€ни€ Cr-ќ, Cr-ќЌ, Cr-F в октаэдрах, тем сильнее создаваемое ими кристаллическое поле и тем более коротковолновый свет поглощают ионы Cr3+, а соответственно Cr-содержащие минералы приобретают лиловые (сиреневые) и красные окраски (шпинель, рубин, пироп, иногда топаз и др.); увеличение межатомных рассто€ний смещает полосу поглощени€ в более длинноволновую часть спектра, и окраска минералов становитс€ соответственно зеленой (гранат-уваровит, изумруд, хромдиопсид, хромдравит из группы турмалинов, хромовый мусковит-фуксит, волконскоит Ч природный минеральный пигмент и др.), голубовато-зеленой (эвклаз) или даже чисто голубой (кианит и хром содержащий глинистый минерал галлуазит).

Ќо межатомные рассто€ни€ во многом завис€т от того, с какими анионами св€заны ионы Cr3+, а также от степени ионности или ко валентности этой св€зи. »ными словами, на цвет минералов, окрашенных хромофором Cr3+, оказывает заметное вли€ние характер анионов, с которыми он структурно св€зан; отнюдь не безразлично, в частности, будет ли это O2-, —1-, (ќЌ)- или F-.

¬ свою очередь, примесные ионы п€тивалентного хрома, а точнее Ч комплексы CrO43-, обусловливают желтую, оранжевую и зеленую окраску минералов р€да пироморфит Pb5(–O4)Cl Ч миметит Pb5(AsO4)Cl, причем цветовые переходы в данном случае обусловлены, скорее всего, степенью искажени€ (деформации) тетраэдров CrO4-, т.е. снижением локальной симметрии их окружени€ в результате изоморфного замещени€ части фосфора на мышь€к в пироморфитах или мышь€ка на фосфор в миметитах (в обоих случа€х окраска мен€етс€ от зеленой до желтой и оранжевой). Ётот пример хорошо иллюстрирует существенное вли€ние катионов, окружающих хромофоры, на окраску минералов, их содержащих.

Ќаконец, очень многие минералы об€заны своей окраской присутствующим в них точечным структурным дефектам Ч электронно-дырочным центрам, возникающим вследствие вхождени€ посторонних примесных ионов в низких концентраци€х и часто в необычном валентном состо€нии (например, парамагнитные электронные центры Pb+ в амазоните). «амещение Si4+ < Al3+ в кварце (с одновременным вхождением Li+ или Ќ+ дл€ компенсации зар€да, т.е. стабилизации центра) придает кварцу дымчатую окраску.

÷вет лазурита, гакманита, генттельвина обусловлен ионами-радикалами S3 и S2 ; некоторые кальциты окрашиваютс€ ионами-радикалами —O33-; голубые, синие, лиловые флюориты характеризуютс€ наличием собственных дефектов решетки (без участи€ посторонних ионов), про€вленных либо в форме междуузельных атомов фтора, либо в форме так называемых F-центров (центр окраски), т.е. вакансий фтора (пустых незаполненных узлов решетки, захвативших электрон). ¬ иных случа€х окраска флюорита (зелена€, желта€ и др.) может быть св€зана с вхождением редкоземельных элементов.

„исло подобных примеров можно многократно увеличить. Ќапример, F-центры обусловливают желтую окраску галита NaCl и анилиново-красную Ч сильвина  Cl, как и вообще в большинстве случаев цвет кристаллов галогенидов щелочей.

 онкретные причины окраски отдельных минералов охарактеризованы при их описании. —ледует лишь упом€нуть, что подобные "дефектные" окраски минералов весьма часто оказываютс€ нестойкими к солнечному свету и/или повышенной температуре: минералы быстро либо постепенно выцветают на свету или при нагревании. ѕравда, во многих случа€х их окраска восстанавливаетс€ после рентгеновского облучени€ (или под вли€нием других видов ионизирующего излучени€).

” некоторых минералов окраски такого рода вообще вызываютс€ искусственно Ч путем термического или радиационного воздействи€. ƒа и в природе подобные окраски у минералов по€вл€ютс€ не без участи€ естественного радиоактивного облучени€, активирующего (про€вл€ющего) электронно-дырочные центры.

“ретий тип окрасок минералов составл€ют псевдохроматические окраски, охватывающие целый р€д особых оптических эффектов, которые рассматриваютс€ в основном применительно к некоторым драгоценным камн€м. ¬ эту группу "ложных окрасок" вход€т такие эффекты, св€занные с €влени€ми интерференции и дифракции света, его преломлением, дисперсией, полным внутренним отражением и рассе€нием, как иризаци€ полевых шпатов (лабрадорита, "лунного камн€"), обусловленна€ их тонкопластинчатым строением, опалесценци€ Ч свойство опала, св€занное с его глобул€рным строением, а также упоминавша€с€ выше игра света вследствие высокой дисперсии ("огонь", си€ние, или искрение камн€); обычно заодно с ними описывают и эффекты, вызываемые присутствием в минерале ориентированных игольчатых включений или полых канальцев Ч астеризм ("звездчатые" камни), либо тонковолокнистым строением ("эффект кошачьего глаза"), либо, наконец, наличием мелких чешуйчатых вростков (слюды, гематита и т.п.) Ч авантюриновый эффект (относ€щийс€, строго говор€, к аллохроматизму).

  €влени€м псевдохроматизма принадлежит также побежалость, €вл€юща€с€ дл€ некоторых минералов, особенно из класса сульфидов, реже оксидов, характерным диагностическим признаком. ѕобежалость зависит от состо€ни€ поверхностного сло€ минерала и представл€ет собой тонкие цветные иризирующие (часто радужные) пленки на поверхности минеральных индивидов и агрегатов, внешне напоминающие пленки масла или нефтепродуктов на поверхности воды. –адужна€ побежалость наблюдаетс€, например, на халькопирите, ковеллине, иногда пирите и других сульфидах, а также на кристаллах гематита (железного блеска), на почковидных агрегатах гЄтита; пЄстра€ или сине-фиолетова€ Ч на борните, голуба€ или син€€ Ч на гран€х кристаллов магнетита, ильменита и др.

ќкраска часто распредел€етс€ в минерале неравномерно; нередко она контролируетс€ зональным или секториальным строением кристалла, причем окрашенные зоны или пирамиды роста перемежаютс€ либо с бесцветными (агаты, аметист, турмалин), либо с зонами другого цвета (полихромный турмалин). Ќередко наблюдаетс€ и незакономерное, п€тнистое распределение окраски в кристалле.

Ќаконец, нельз€ не сказать, что окраска минералов может зависеть не только от внутренних причин, но и от внешних, а именно Ч от окраски падающего на них света, т.е. от "цветовой температуры" источника освещени€.

Ќаиболее резко така€ зависимость от длины волны падающего света выражена у минерала александрита (драгоценна€ разновидность хризоберилла): при дневном (естественном) освещении он кажетс€ зеленым, при вечернем (т.е. искусственном) Ч красным. Ёто св€зано с тем, что в спектре александрита (а хромофором в данном случае служит Cr3+) имеютс€ "окна", пропускающие свет как в зеленой, так и в красной област€х. —пектр дневного (солнечного) света соответствует цветовой температуре 6000K, име€ максимум интенсивности в зеленой области; "окно" в зеленой части спектра александрита пропускает эти зеленые лучи, и минерал кажетс€ зеленым.

»скусственное освещение Ч будь то электрическа€ лампа или свечи Ч имеет цветовую температуру пор€дка 2400 , и в его спектре максимум интенсивности приходитс€ на более длинноволновое излучение. Ќо в спектре александрита есть и "окно", соответствующее длинам волн более 600 нм; оно-то и пропускает красные лучи, вследствие чего окраска камн€ мен€етс€ с зеленой на красную.

”силению "александритового эффекта" способствуют и особенности физиологии зрени€ человека, которое наиболее чувствительно к зеленому цвету.

јлександритовый эффект, правда, менее резко про€вленный, свойствен и некоторым хромсодержащим пиропам из алмазоносных кимберлитовых трубок. ќн воспроизводитс€ также в синтетических кристаллах хризоберилла-александрита (с 1973 года) и в искусственных имитаци€х александрита Ч искусственном корунде с переходами от зеленовато-голубого до бледно-фиолетового цвета (но не красного), а также в синтетической шпинели (с добавкой ванади€).

–асшифровка природы окраски минералов вообще приобретает особо важное практическое значение в работах по выращиванию искусственных кристаллов драгоценных камней и их имитаций, когда дл€ придани€ синтетическим кристаллам нужного цвета необходимо знать, чем вызываетс€ окраска их природных аналогов.

ѕриведенный обзор показывает всю сложность проблемы происхождени€ окраски минералов, котора€ зависит от многих, притом нелегко вы€вл€емых факторов. ќтсюда Ч серьезные трудности, встающие на пути исследовател€, пытающегос€ расшифровать ее природу в каждом конкретном случае.

<<< ѕрозрачность | —одержание | ÷вет черты >>>


ѕознакомитьс€ с изображени€ми и описани€ми других объектов природы –оссии и сопредельных стран - минералов и горных пород, почв, грибов, водорослей, лишайников, листостебельных мхов, деревьев, кустарников, кустарничков и лиан, трав€нистых растений (цветов), €год и других дикорастущих сочных плодов, водных беспозвоночных животных, насекомых-вредителей леса, дневных бабочек, пресноводных и проходных рыб, земноводных (амфибий), пресмыкающихс€ (рептилий), птиц, птичьих гнезд, их €иц и голосов, а также млекопитающих (зверей), - можно в разделе ѕрирода –оссии нашего сайта.

¬ разделе ѕрирода в фотографи€х размещены также тыс€чи научных фотографий грибов, лишайников, растений и животных –оссии и стран бывшего ———–, а в разделе ѕриродные ландшафты мира - фотографии природы ≈вропы, јзии, —еверной и ёжной јмерики, јфрики, јвстралии и Ќовой «еландии и јнтарктики.

¬ разделе ћетодические материалы ¬ы также можете познакомитьс€ с описани€ми разработанных экологическим центром "Ёкосистема" печатных определителей растений средней полосы, карманных определителей объектов природы средней полосы, определительных таблиц "√рибы, растени€ и животные –оссии", компьютерных (электронных) определителей природных объектов, полевых определителей дл€ смартфонов и планшетов, методических пособий по организации проектной де€тельности школьников и полевых экологических исследований (включа€ книгу дл€ педагогов " ак организовать полевой экологический практикум"), а также учебно-методических фильмов по организации проектной исследовательской де€тельности школьников в природе. ѕриобрести все эти материалы можно в нашем некоммерческом »нтернет-магазине. “ам же можно приобрести mp3-диски √олоса птиц средней полосы –оссии и √олоса птиц –оссии, ч.1: ≈вропейска€ часть, ”рал, —ибирь.

«агрузить приложени€ из магазина Google Play / Play Market

«агрузить приложени€ из AppStore / iTunes


Ёкологический ÷ентр Ёкосистема на Facebook Ёкологический ÷ентр Ёкосистема ¬ онтакте ётуб канал Ёкосистема YouTube EcosystemaRu —качать приложени€ Ёкосистемы Ёко√ид из магазина Google Play / Play Market —качать приложени€ Ёкосистемы Ёко√ид из AppStore / iTunes
ѕанорамный фильм по экологии (VR-360) на нашем Youtube канале


ѕоделитьс€/Share:
ќбращение с посетител€м сайта



: ml : [ stl ]
ѕорекомендуйте нас в "своих" социальных сет€х:
- share this page with your friends!


Ёкологический ÷ентр Ёкосистема на Facebook Ёкологический ÷ентр Ёкосистема ¬ онтакте ётуб канал Ёкосистема YouTube EcosystemaRu —качать приложени€ Ёкосистемы Ёко√ид из магазина Google Play / Play Market —качать приложени€ Ёкосистемы Ёко√ид из AppStore / iTunes
ѕанорамный фильм по экологии (VR-360) на нашем Youtube канале


© Ёкологический центр "Ёкосистема"Щ, ј.—. Ѕоголюбов / © Field Ecology Center "Ecosystem"Щ, Alexander Bogolyubov, 2001-2020