Re: [問題] 請問哪一條紫晶比較漂亮?

[TeaBags (茶包)]

: → angthong:我曾問過地科的朋友 那些有色的離子是怎麼鍵結在晶體中    01/19 20:09
: → angthong:他回答我說:就像是卡在場邊網子上頭的網球一樣            01/19 20:10
: 推 yanis:我記得是卡再晶格中間啦...orz...不過那是好久以前的東西了   01/19 20:12

  樓上說的差不多接近正解，紫水晶的顏色來自於內部的晶格缺陷，一般我們都用色心
(Color center)來稱呼這種致色因素，網路上有篇行政院國家科學委員會的文章裡面對
於各種水晶的致色原因寫的很詳細，直接把裡面跟紫水晶有關的部分貼過來給大家參考。

原文網址：http://web1.nsc.gov.tw/ctpda.aspx?xItem=10254&ctNode=76&mp=8



紫水晶

水晶原本是無色透明的石英結晶，不過在天然水晶形成的過程中，由於天然環境條件比
實驗室人工晶體培育時的化學條件複雜得多，常會有一些雜質進入水晶結構中。水晶原
是二氧化矽以矽氧四面體（SiO4 ）為基本單元的結晶，每一個正四價的矽離子（Si4+）
和 4 個負二價的氧離子（O2?）鍵結組成一個矽氧四面體，矽氧四面體之間以共用氧離
子的關係相連形成水晶的結構。

如果在石英晶體的生長過程中，有鐵元素進入水晶的結構中，也就是有正三價的鐵離子
（Fe3+）取代 Si4+ 離子時，由於鐵離子比矽離子少了一個正價，因此 Fe3+－O2? 之間
的吸引力（鍵結能力或鍵結強度）小於 Si4+－O2? 之間的吸引力。如果又正好有外來助
緣，比如說天然輻射線存在而照射到這個水晶時，和鐵雜質鍵結的氧離子外圍的電子，
便有機會在外來輻射能量的助力下逃脫鐵－氧的引力場。

少了一個電子的氧離子，也就是形成一個電洞（electron hole）的氧離子，由於外圍電
子軌域中只剩下一個未配對的電子會吸收長波可見光而成為激態，呈現出紫光、藍光波
段的短波可見光，而成為紫水晶（amethyst）。由於逸脫的電子不會跑得很遠，多半仍
停留在附近，因此紫水晶若經過太陽光長久照射或加熱之後，部分逃脫的電子會回到原
來的電洞位置，造成紫水晶的紫色色調變淡。這就是我們常說的，佩戴紫水晶飾品時不
宜做日光浴的主要原因。

目前人工合成紫水晶的方法，是在培育石英晶體時加入少量鐵離子（比如用 FeCl3），
生成含微量鐵雜質的水晶。這時尚不會有紫色出現，必須使用Ｘ射線或 γ 射線照射方
能產生紫色的水晶。自然界的輻射劑量雖然很低，但是由於經過千百萬年的地質時間累
積，一樣可以形成美麗動人的天然紫水晶。火成岩體內包含許多放射性元素，像是鈾、
釷、鐳、銣、鍶、乃至於鉀，都是天然輻射線的重要來源。


--

                                                         水晶‧寶石‧礦物
                                                              - Crystal -

--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) 
◆ From: 114.33.96.230
推 yanis:看來...讓他不變淡是無解了...
推 yanis:說錯了...orz 當作沒看到上面那個....現在越來越怪了 orz
→ TeaBags:我看乾脆明天開始我拿家裡的紫水晶作實驗，把兩支紫水晶
→ TeaBags:作實驗對照並且拍照給大家參考好了...
推 cajobe:推用心！ 不過我對人工紫水晶也相當有興趣啊！^_^
推 angthong:所以說呈色仍和電子有關就是 朋友幾天前說和結構有關@.@
→ angthong:這麼說來人工紫晶也是得靠原子爐下去處理...