宝石矿物的化学成分与化学式

宝石矿物与其他物质一样，都是化学元素组成的。每一种宝石矿物都有其特定的化学成分及一定的变化范围，并决定着宝石的各种特征和性质。

一、宝石矿物成分组成类别

根据宝石矿物组成元素种类以及它们之间的关系有以下类别：

1单质

单质即组成元素只有一种，如金刚石由单一的碳(C)元素组成。

2化合物

化合物由一种以上元素按一定比例组成，又可分为四种类型：

(1)简单化合物：成分中阳离子或阴离子分别为一种元素，如石英(SiO2)、刚玉(Al2O3)，阳离子前者为硅(Si)，后者为铝(Al)，两者阴离子皆为氧(O)。

(2)复杂化合物：组成中阳离子为一种以上的元素，如尖晶石(MgAl2O4)，阳离子为镁(Mg)和铝(Al)，阴离子为氧(O)。

(3)单盐：阳离子为一种元素，但阴离子不是单一的元素，而是由阴离子与阳离子组合的阴离子团，如方解石Ca[CO3]，方括号中为阴离子团，由碳(C)与氧(O)组合而成，也称酸根，所以方解石的化学成分为碳酸钙。又如锆石Zr[SiO4]的化学成分为硅酸锆。

(4)复盐：复盐也是一种盐类，但与上述不同的是成分中有一种以上的阳离子，如白云石CaMg[CO3]2，阳离子就有钙(Ca)和镁(Mg)两种。

二、宝石矿物的化学式

化学式是表示矿物组成、元素的种类、比例及某些结构特征的符号，有两种形式。

(1)实验式：只表示宝石矿物化学成分中各组分数量比的化学式称为实验式，如祖母绿为Be3Al2Si6O18，也可用氧化物表示：3BeO·Al2O3·6SiO2。

(2)结构式或晶体化学式：不但可以表示出元素的种类和比例，还能表达一定的结构特征。如上述祖母绿的结构式为Be3Al2[Si6O18]，说明其成分中存在阴离子团[Si6O18]，并在晶体结构中占据特定位置。

结构式或晶体化学式的书写原则有如下规定：

1)阳离子在前，阴离子在后。如果有一种以上的阳离子则按碱性强弱的顺序排列，如尖晶石MgAl2O4。

2)当存在阴离子团时，一定用方括号括起来，如锆石Zr[SiO4]。

3)当成分中有附加阴离子氟、氯及羟基等，将其排在一般阴离子后面，如黄玉(托帕石)Al2[SiO4]F。

4)当存在类质同象代换时，应将相互代换的离子置圆括号内，前后按多少顺序排列，离子之间用逗号分开，如橄榄石(Mg，Fe)[SiO4]表示阳离子之间有代换，又如黄玉Al2[SiO4](f，OH)2表示附加阴离子之间有代换。

5)如成分中有水分子，则排在最后，中间以圆点居中隔开，如石膏Ca[SO4]·2H4O。水分子数如果不固定，可以用n表示，如欧泊写作SiO2·nH2O。

思考题

一、是非判断题

1欧泊(Opal)与水晶是同质多象的不同变体。

2水晶和欧泊是SiO2的同质多象的不同变体。

3同一种化学组分的晶体只能有一种晶体结构。

二、多项选择题

1同质多象是：( )

a与类质同象是一样的

b化学成分基本一致可有不同杂质参加

c化学成分一致，矿物结构不同

d化学成分一致，矿物结构也一样

e红柱石、蓝晶石、矽线石是同质多象

2下列哪组宝石是类质同象( )

a红柱石、矽线石和蓝晶石

b红宝石和蓝宝石

c祖母绿和海蓝宝石

d红碧玺和绿碧玺

e方解石和文石

三、填空题

1文石与方解石的化学成分是CaCO3，在矿物学中称它们为__________。

2碳元素可形成______和______两种矿物，这种现象称为__________。

3在宝石的类质同象混晶中，根据相互取代的质点的电价相同或不同，分别称为______和______。

4水在晶体中存在的形式有①______、②______③______、④沸石水、⑤吸附水。

红宝石，是刚玉的一种，主要成分是氧化铝(Al2O3)，红色来自铬(Cr)。自然没有铬的宝石是蓝色的蓝宝石。

天然红宝石大多来自亚洲(缅甸、泰国和斯里兰卡)、非洲和澳大利亚，美国蒙大拿州和南卡罗莱那州也有一点。天然红宝石非常少见珍贵，但是人造并非太难，所以工业用红宝石都是人造的。

珠宝是珍珠与宝石的总称。珍珠是砂粒微生物进入贝蚌壳内受刺激分泌的珍珠质逐渐形成的具有光泽的美丽小圆体，化学成分是碳酸钙及少量有机物，除作饰物外，还有药用价值。而宝石一般来说是指，凡硬度在7度以上，色泽美丽，受大气及药品作用不起化学变化，产量稀少，极为宝贵的矿物。性优者如：金刚石、钢玉、绿柱玉、贵石榴石、电气石、贵蛋白石等；质稍劣者如：水晶、玉髓、玛瑙、碧玉、孔雀石、琥珀、石榴石、蛋白石等。

现对一些常见宝石的化学成份介绍如下：

金刚石 亦名金刚，俗称金刚钻、钻石或水钻，成分为c,是碳元素的一种同素异形体，常为无色透明，硬度为10，是矿物中最硬的。人工制造的又叫人造金刚石。

刚玉 透明晶体，硬度为9，仅次于金刚石，主要成分为al2o3，有无色、红色、蓝色、星彩的。无色透明的也叫白玉；含ti( = 4 roman iv)或fe( = 2 roman ii)、fe( = 3 roman iii)呈蓝色的叫青玉，也叫蓝宝石；含cr( = 3 roman iii)呈红色的叫红玉，也叫红宝石；面现星彩的又叫星彩宝石。

绿柱石亦称绿玉、绿宝石，透明至半透明晶体，硬度为7，多为翠绿、淡绿、亦有无色或蓝、黄、白、粉红色者，主要成分为3beo ·al2o3·6sio2。其中，含cro3呈翠绿者叫绿柱玉，又叫翠玉或祖母绿；含铁呈透明蓝色的叫海蓝宝石；含铯呈玫瑰色者叫玫魂绿柱石。

黄玉 亦名黄晶，外形类似水晶，常为**，透明，硬度为8，主要化学成分为al2[sio4](f,oh)2。

硬玉 与软玉通称为玉，成分为naal(sio3)2,结晶或致密块状,有浓绿、淡绿或白色,绿色者常名翡翠，略透明，硬度为65～7,较软玉难溶解。软玉的成分为ca(mg,fe)3(sio3)4，硬度为55～6。

石榴石 是一荧硅酸盐，成分不定，有以下式子:3ro·r2￠o3·3so2，其中r代表钙、镁、铁或锰，又代表铝、铁、铬或钴，硬度为65～75，透明至微透明，时或光性异常，呈双折射现象，色译一般美丽。组成为fe3al2si3o12者名为贵石榴石，常为血红或粉红，外观略带黑色。

蛋白石 含水、二氧化硅，硬度逊于石英，表面常呈葡萄状，有白灰、黄褐等色，光泽似脂肪或珍珠，不透明至微透明。若为美丽乳房状，常呈红或绿色，光泽强，剖面能显各种美色之反光者，常称为贵蛋白石。

水晶 六方柱状纯石英晶体，无色透明，折射率大，其含有机构而显烟陶色者叫烟水晶（俗名茶晶），显黑者为黑烟水晶（俗名墨晶）。含氮的有机物呈褐色或**者叫褐石英或黄水晶。含锰而色紫者叫紫水晶。

玉髓 透明或半透明，成分为sio2，硬度为7。有肉红、淡红、浓绿、血红等，不透明者即为玛瑙。

碧玉 是由硅质物质沉积而成，化学成分为sio2，并含fe2o3，因含有铁质，故常呈各种颜色。其浓绿者极似浓绿玉髓，质致密不透明，

琥珀 成分为碳氢化合物（c10h16o），非晶体,透明至半透明，有赤褐等色，硬度为2～25，摩擦能生电。

孔雀石 成分为 cu2(oh)2co3，由含铜矿物受碳酸及水的作用而形成，光泽似金刚石，色翠绿，间有呈孔雀尾之彩绞

组成翡翠的主要矿物的化学成分是NaAL(Si2O6),

2翡翠的英文名称为Jadeite，是西班牙语Picdo de jade的简称，意思是佩戴在腰部的宝石。之所以叫翡翠，是因为它的颜色不均一，有时在浅色的底子上伴有红色和绿色的色团，颜色之美尤如古代赤色羽毛的翡雀和绿色羽毛的翠雀，所以称之为翡翠。近代人们称翡翠为“红翡绿翠”。

3。水晶，冰心玉洁，灵气逼人，据说古希腊人在奥林匹亚山区发现它时，他们认为这是冰根据上帝的旨意变来的，所以把它称之KRYSTALLOS，意为“洁白的冰”。亚里斯多德也提到过水晶，他认为水晶是经过很长时间演变来的，是冰的化石，将水晶取名为“晶体”。水晶就是SiO2，透明的石英结晶体，二氧化硅含水的胶体凝固后成为蛋白石；二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙；当二氧化硅结晶完美时就是水晶。晶莹的体态，灵翠的声音，还有那些被做成首饰后随古今名媛发生的悲喜传说，对给这些纯粹的SiO2蒙上了无限的神秘色彩。因成分不同而呈现不同颜色的水晶也都被传说有着各自的功效：白晶，紫晶，粉晶，黄晶，茶晶，发晶。。。似乎每一种水晶都是独特而神奇的。你喜欢哪一种呢？

我相信水晶是可以聚集能量的，她是光芒与力量的象征，她的光芒给你希望，让你勇敢的去探索神秘的未知的一切。在《新旧约全书》中“启示录”一章“圣城的荣耀”一节中就这样写道：对圣城耶路撒冷“城中有神的荣耀。城的光辉如同极贵的宝石，好像碧玉，明如水晶”。“城墙的根基是用各样宝石修饰的：第一根基是碧玉，第二是蓝宝石，第三是绿玛瑙，第四是绿宝石，第五是红玛瑙，第六是红宝石，第七是黄碧玺，第八是水苍玉，第九是红碧玺，第十是翡翠，第十一是紫玛瑙，第十二是紫晶。”

红宝石，指颜色呈现红色或粉红色的刚玉，天然的红宝石非常稀少，因此被称为宝石之王。红宝石因其靓丽耀眼的颜色备受人们喜爱，它象征热情，爱情和美好。

红宝石的主要成分是氧化铝，是刚玉的一种，硬度非常大。但是由于天然红宝石非常稀少，大多的红宝石其实是人工合成的。影响红宝石颜色的因素是钛和铁。而红色来自铬，含量一般在百分之01到百分之3之间，含量越高，颜色越鲜艳。铬含量的比较少的红宝石，呈现出的颜色则比较浅，为浅红色、粉红色等。

那这里也告诉大家鉴别红宝石的方法，天然红宝石和合成红宝石的区别在于合成红宝石的颜色均匀鲜艳，肉眼很难看出包裹体，但是天然红宝石可以看到其中内裂。你学会了吗？

蓝宝石的颜色，可以有粉红、黄、绿、白、甚至在同一颗石有多种颜色。人们把他信奉为九月生辰石，那么你知道蓝宝石有哪些成分吗？今天星座知识就来为大家讲解下头天蓝宝石的主要成分。

蓝宝石的主要成分蓝宝石的矿物名称为刚玉，属刚玉族矿物。目前宝石界将除红宝石之外的其余各色宝石级刚玉统称为蓝宝石。蓝宝石的化学成分为三氧化二铝（Al2O3），因含微量元素钛（Ti4+）或铁（Fe2+）而呈蓝色。属三方晶系。晶体形态常呈筒状、短柱状、板状等，几何体多为粒状或致密块状。透明至半透明，玻璃光泽。折光率176-177，双折射率0008，二色性强。非均质体。有时具有特殊的光学效应-星光效应。硬度为9，密度395-41克/立方厘米。无解理，裂理发育。在一定的条件下，可以产生美丽的六射星光，被称为“星光蓝宝石”。

蓝宝石可以分为蓝色蓝宝石和艳色（非蓝色）蓝宝石。颜色以印度产“矢车菊蓝”为最佳。据说蓝宝石能保护国王和君主免受伤害，有“帝王石”之称。国际宝石界把蓝宝石定为“九月诞生石”，象征慈爱、忠诚和坚贞。蓝宝石是世界五大珍贵高档宝石之一。

蓝宝石与相似蓝色宝石、合成蓝色宝石的区别。与其相似的蓝色宝石有蓝色尖晶石、蓝色碧玺、蓝锆石、蓝锥矿、蓝晶石、堇青石等。与其相似的合成宝石有合成蓝宝石、合成尖晶石、含钴蓝玻璃。蓝色尖晶石：颜色均一，微带灰色，晶体呈八面体，均质体，无二色性。蓝色碧玺：颜色为带绿蓝色，晶体为复三方柱状，硬度、密度、折光率都较蓝宝石低，二色性极明显，双折射率大。蓝锆石：经加热处理的锆石，颜色鲜艳，色散强，双折射率高。合成蓝宝石：颜色均一，洁净，包裹体稀少，有圆气泡，均质体。

蓝宝石的评价与选购蓝宝石的评价与选购因素是颜色、重量、透明度和净度。蓝宝石的最大特点是颜色不均匀，聚片双晶不发育，二色性强。缅甸地区产的蓝宝石，呈鲜艳的蓝色（含钛致色），因含包裹体，可产生六射或十二射星光。印度克什米尔蓝宝石，呈矢车菊蓝色，是微带紫的靛蓝色，颜色鲜艳，属优质蓝宝石。斯里兰卡、泰国、中国、澳大利亚产的蓝宝石也各具特色。蓝宝石具有脆性，佩带时应避免摔打、磕碰。

蓝宝石最大的特点是颜色不均，可见平行六方柱面排列的，深浅不同的平直色带和生长纹。聚片双晶发育，常见百叶窗式双晶纹。裂理多沿双晶面裂开。二色性强，世界不同产地的蓝宝石除上述共同的特点之外，亦因产地不同各具特色。依据地质成因不同，可分两类：一类是缅甸、斯里兰卡和印度克什米尔产的蓝宝石。另一类是澳大利亚、泰国、中国产的蓝宝石。缅甸等地产的蓝宝石，因含钛致色，故呈鲜艳的蓝色，含绢丝状金红石和指纹状液态包裹体。绢丝状金红石包裹体可产生六射或十二射星光，属优质宝石品种。澳大利亚、泰国、中国产的蓝宝石因其中含有较多的铁，由铁致色，故宝石颜色很暗，刻面宝石反光效果亦不太好，一般均需经过加热改以处理才能使用。不同

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