翡翠的颜色来自什么元素?
题主说的应该是“翡翠颜色”的由来,这个问题很简单,也很复杂。 “来源”这个话题似乎有点玄学,其实只要搞清楚是怎么形成的就可以了。 先给出答案:翡翠的色源是铬(Cr)和铁(Fe)。
1、铬致色原理 首先来说铬致色的原理,这个原理说起来比较简单,但是实际操作起来比较复杂。因为铬离子具有两个性质:
① 金属性:由于铬属于过渡元素,同时具有金属性和非金属性的特性;所以铬离子在电位差的作用下,能够迁移到翡翠晶体表面,进而起到着色作用。 但是这种金属性的铬离子是无法独立起染色作用的,它需要借助外来力量才能发挥作用——这就是下面要讲的二价铬离子的特性之一。
② 螯合性:由于Cr3+具有空轨道,可以接受配体提供孤对电子而形成配位键,这是一种螯合作用。能够与Cr3+发生配合反应的配体有很多,比如OH-,F-,NO2-,SCN-等,其中以OH-的例子最具代表性。 Cr(OH)62- + H2O ——→ [Cr(H2O)4]+ + OH- 由上可见,当有氢氧根离子存在的时候,二价铬离子就可以被染色了。
综上所诉,要想让翡 翠变色,必须同时具备两个条件:有铬离子参与反应;有氢氧根离子存在于介质中。 所以一些含有铝、镁、钙等阳离子的矿物原料(如云母、绿泥石等)在水中浸泡或者摩擦后,会释放出OH-离子,当这些带负电的矿物颗粒接触到带电的铬离子时,就有可能被染色。这也就是为什么抛光后的翡翠暴露在空气中会渐渐变暗的原因所在。当然这个过程是非常缓慢的。
2、铁致色原理 除了铬离子导致翡翠染色外,还有另外一种离子也会导致其染色,这种离子就是亚铁离子(Fe2+)。 当有铁离子存在且呈阴离子状态时,即Fe3+变为Fe2+,这种染色现象叫做返锈。
产生的原因是:天然翡翠在生成过程中,周围环境中含有铁元素,因此不可避免地会在内部结构中残留一定的铁离子。这种铁是以亚铁离子的形式存在于翡翠中的。 当有氧气和水存在时,亚铁离子会被氧化成三价铁离子,从而产生褪色现象。 反之,如果周围环境缺乏氧气和水的成分,亚铁离子则会还原成二价铁离子而被漂白,这种现象被称为“返锈”。