Приоткрой малахитовую шкатулку (Здорик) - страница 99
Достаточно нарушить это совершенство — вот тут-то и начинается цвет! Вот, скажем, если сами ионы, из которых строится решетка минерала, не совсем правильны, не совсем симметричны. Из классической химии известно, что большинство элементов таблицы Менделеева по мере увеличения атомного веса наращивают внешние электронные уровни. Есть, однако, элементы — так называемые переходные, нарушающие это правило: в них формируются, «достраиваются» не внешние, а более глубокие электронные оболочки.
Сами по себе электроны внутренних уровней не могут перескочить на внешние, как не взлетит с земли камень; но свет — энергия, и, поглотив часть энергии падающего света, они перескакивают, или, как говорят, «возбуждаются». А из кристалла выходит уже не полный спектр лучей, а лишь его оставшаяся непоглощенной часть: она-то и окрашивает минерал. Этим элементам, способным избирательно поглощать энергию падающего света, мы и обязаны главным образом красочностью минерального мира. Они так и называются «хромофоры» — несущие цвет. К ним относятся титан, ванадий, хром, марганец, железо, кобальт, никель да еще медь, редкоземельные элементы и уран. Каждый из элементов-хромофоров поглощает свет по-разному: нагляднее всего «свой», индивидуальный характер поглощения света можно передать с помощью спектра поглощения, кривой, которая получится, если по горизонтальной оси отложить длину волн разного цвета, а по вертикальной интенсивность, с которой поглощает их минерал. На такой кривой сразу видно, какие лучи поглощаются сильнее всего и, значит, не входят в окраску, а для каких минерал прозрачен. Вот, к примеру, малахит: красные лучи поглощаются им максимально, т. е. гасятся, а зеленые проходят почти полностью. Минералы, в которых элементы-хромофоры играют ведущую роль, имеют обычно яркие интенсивные и постоянные цвета: оранжевый крокоит и зеленый гранат-уваровит окрашены ионами хрома в разных валентных состояниях, бирюза — медью. Но элемент-хромофор не всегда бывает хозяином в минерале: нередко он забирается «в гости», вытесняя хозяев из узлов кристаллической решетки или заполняя в этой решетке «дырки» — вакантные места. И бесцветный кристалл становится ярким самоцветом.
Например, примесь в 1,5 % окислов железа сообщает бериллу окраску аквамарина или гелиодора, 0,3 — 0,4 % окиси хрома превращают этот минерал в драгоценный изумруд, а всего только тысячные доли процента марганца — в розовый воробьевит.
Розовый турмалин — рубеллит, лучистый сросток
Но есть и совсем удивительный минерал — александрит, его тоже окрашивают ионы хрома, да так хитро, что при солнечном свете он ярко-зеленый, а при электрическом — красный. Можно разобраться и в этой загадке: окраска александрита создается и красными и зелеными лучами, он прозрачен для тех и других, но в дневном спектре сине-зеленые «энергичные» лучи преобладают (помните, чувствительность глаза максимальна к зеленым лучам) и как бы забивают красные, а в спектре электрической лампы сине-зеленых лучей очень мало, преобладают более длинные волны — тут-то и берут реванш красные!