Własności chemiczne kamieni szlachetnych

Własności chemiczne kamieni szlachetnych.

Kamienie szlachetne, podobnie jak wszystkie minerały, mają określony skład chemiczny. Występujące w nich pierwiastki należą na ogół do pierwiastków pospolitych, będących częstymi składnikami minerałów.

Najpospolitszym pierwiastkiem jest tlen O. Z wyjątkiem diamentu, który jest czystym węglem, wszystkie kamienie szlachetne zawierają tlen jako istotny składnik. Drugim z kolei pod względem pospolitości pierwiastkiem jest krzem Si. Z tlenem łączy się on w stosunku 1:2, tworząc dwutlenek krzemu, czyli krzemionkę SiO2.

Pierwiastkiem występującym najczęściej po krzemie jest glin (aluminium Al). W połączeniu z tlenem tworzy on tlenek glinu Al2O3. Tlenkiem glinu jest minerał korund i jego odmiany — rubin i szafir. Glin występuje również w wielu krzemianach. Krzemianami glinu są topaz, sillimanit, andaluzyt, cyjanit. Pierwiastek ten jest też istotnym składnikiem glinokrzemianów.

Następnym pierwiastkiem pod względem ilości w skorupie ziemskiej jest żelazo Fe. Wobec tego, że pierwiastek ten może być dwu- albo trójwartościowy, tworzy on dwa różne tlenki: Fe+O — tlenek żelazawy — i Fe2+O3 — tlenek żelazowy (hematyt). Charakter tlenku mieszanego ma magnetyt Fe3O4, w którym występuje zarówno żelazo dwu-, jak i trójwartościowe. Oba tlenki żelaza biorą udział w budowie wielu krzemianów i glinokrzemianów. Warto tutaj dodać, że obecność żelaza wpływa wyraźnie na barwę związku chemicznego. Żelazo dwuwartościowe powoduje barwy niebieskawe, zielonawe i czarną, natomiast żelazo trójwartościowe daje barwy czerwonawe, żółtawe i brunatne. Dlatego też występujące na powierzchni ziemi zwietrzałe skały, w których niemal zawsze występuje żelazo, są barwy żółtawobrunatnej. Na przykład niebieskawa skała diamentonośna blue ground (ziemia niebieska) przechodzi na powierzchni ziemi w zwietrzałą skałę barwy żółtawobrunatnej, zwaną yellow ground (ziemia żółta).

Dalszymi pierwiastkami są wapń Ca i magnez Mg, będące głównymi składnikami pospolitych minerałów: kalcytu, dolomitu, piroksenów, amfiboli oraz oliwinu (chryzolit).

Z metali alkalicznych najpospolitszymi są potas K i sód Na. Wchodzą one przede wszystkim w skład skaleni. Krzemianem sodu jest lapis lazuli. Należący do metali alkalicznych lit występuje w kunzycie i hiddenicie.

W postaci rodzimej występuje w przyrodzie tylko około 20 pierwiastków, np. siarka, złoto, srebro, miedź, platyna, węgiel. Ogromna większość pierwiastków występuje w różnorodnych związkach chemicznych, przede wszystkim w solach kwasów tlenowych, wśród których najliczniejsze są krzemiany. Kamienie szlachetne należą pod względem składu chemicznego do różnych klas minerałów.

Najcenniejszy kamień szlachetny — diament — jest pierwiastkiem, siarczkami żelaza są piryt i markasyt, siarczkiem cynku jest sfaleryt. Do halogenków należy fluoryt będący fluorkiem wapnia. Tlenkiem krzemu jest kwarc zaliczany na podstawie budowy wewnętrznej do krzemianów. Cenne kamienie szlachetne — rubiny i szafiry — są barwnymi odmianami korundu, który jest tlenkiem glinu. Tlenkiem żelaza jest hematyt, tytanu — rutyl, cyny — kasyteryt, cynku — cynkit. Złożonymi tlenkami zawierającymi więcej niż jeden kation są spinel — tlenek magnezu i glinu, chryzoberyl — tlenek glinu i berylu, chromit — tlenek żelaza i chromu.

Do węglanów należą pospolity kalcyt i jego odmiana ara-gonit, będące węglanami wapnia, azuryt i malachit są węglanami miedzi, rodochrozyt jest węglanem manganu, smitsonit — cynku. Uwodnionym siarczanem wapnia jest gips i jego drobnokrystaliczna odmiana — alabaster; fosforanami są: apatyt — fosforan wapnia, turkus — glinu i miedzi, berylonit — sodu i berylu, brazylianit — sodu i glinu, lazulit — żelaza, magnezu i glinu, waryscyt — glinu.

Większość kamieni szlachetnych należy do krzemianów. Głównymi składnikami krzemianów są pierwiastki: tlen, krzem, glin, żelazo, wapń, magnez, sód i potas. Występują w nich również lit, beryl, bar, mangan, a także dodatkowe aniony, np. F-, Cl-, [SO4]2-. Często w krzemianach występuje także woda, niekiedy wodór. W skład niektórych krzemianów wchodzi kilkanaście pierwiastków i wzory chemiczne tych minerałów są nieraz bardzo skomplikowane. Z tego powodu wzór chemiczny tego samego minerału jest niekiedy odmiennie przedstawiany przez różnych autorów.

Dawniej krzemiany rozpatrywano jako sole różnych hipotetycznych kwasów krzemowych, jak kwas ortokrzemowy, kwas metakrzemowy itp. Obecnie krzemiany dzieli się na podstawie ich budowy wewnętrznej, zależnej od sposobu wzajemnego łączenia Się anionów krzemotlenowych [SiO]4-, będących zasadniczymi elementami ich struktury. Krzemiany, w których część jonów krzemu Si4+ w anionach krzemotlenowych zastąpiona jest przez jony glinu Al3+ nazywane są glinokrzemianami.

Krzemiany i glinokrzemiany dzieli się na wyspowe, grupowe, pierścieniowe, łańcuchowe, wstęgowe, warstwowe i przestrzenne. Niekiedy w oddzielne grupy wydziela się boranokrzemiany i krzemiany boru oraz krzemiany berylu. Do krzemianów wyspowych należą takie kamienie szlachetne jak oliwiny, granaty, cyrkon, sillimanit, andaluzyt, dysten, topaz, staurolit, tytanit. Krzemianami grupowymi są epidot i wezuwian, do krzemianów pierścieniowych zalicza się dioptaz i kordieryt, do krzemianów łańcuchowych — wollastonit, rodonit, pirokseny i należący do nich jadeit. Krzemiany wstęgowe to amfibole, prehnit, aktynolit, tremolit, nefryt, krzemiany warstwowe — chryzokola, serpentyn, sepiolit. Do krzemianów przestrzennych należy kwarc i jego odmiany: skrytokrystaliczny chalcedon i bezpostaciowy, zawierający wodę opal, a także skalenie, sodalit haüyn, lazuryt, skapolit. Krzemianami berylu są fenakit i beryl, którego barwne odmiany (szmaragd, akwamaryn i in.) należą do najcenniejszych kamieni szlachetnych. Boranokrzemianami są turmaliny, dumortieryt, aksynit, datolit, kornerupin, danburyt.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *