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单词 为什么矿物颜料色彩缤纷
释义 为什么矿物颜料色彩缤纷
中国古代绘画中,比如享誉世界的敦煌壁画,古人常用矿物作为颜料,如赤铁矿(红色)、辰砂(红色)、针铁矿(黄色)、孔雀石(绿色)、铜蓝(蓝色)、石墨(黑色)等都是常用的颜料。

敦煌壁画

绿色孔雀石和蓝色铜蓝
当一束可见光照射到矿物表面,有部分光被反射,部分光被吸收。如果矿物是透明的并且不太厚,有部分光就可以透射矿物。矿物把不同波长的可见光全部吸收时呈现黑色,对不同波长的可见光均匀吸收时呈现不同程度的灰色,基本上不吸收任何可见光时则呈现无色或白色。而如果有选择地吸收了特定波长的可见光,则呈现吸收色光的互补色,表现为彩色。

红宝石的红色是因为晶体结构中含有三价铬离子
为什么有些矿物会选择性地吸收特定波长的可见光呢?主要有三种机制:一是有些矿物含有一类叫过渡金属的元素,如铁、锰、钛、钒、铬、铜、铅、锌、钴、镍等。这些元素的原子能够吸收不同波长的光,从而使矿物呈现不同的颜色。例如,红宝石鲜艳的红色是因为晶体中含有三价铬离子,翡翠呈现鲜艳的绿色也是因为晶体中含有三价铬离子。都是三价铬离子,表现出的颜色却不同,是因为矿物的结构对离子呈色也有一定影响。另一种原因是在矿物的晶体结构中,相邻离子间的电子能够发生转移,伴随着电子转移有很强烈的可见光吸收。如蓝宝石,电子在二价铁离子与钛离子之间转移,同时选择性地吸收了特定波长的可见光。另外,一些矿物在晶体结构中存在结构缺陷,没有离子占据的空位会选择性地吸收特定波长的可见光。萤石经常呈现绿色或者紫色就是这个原因。

绿柱石中铁替代铝的晶格位置,呈现蓝绿色(左图)绿柱石中锰替代铝的晶格位置,呈现粉红色(右图)
另外,按照矿物呈色的原因,如果是矿物本身固有的成分结构所决定的颜色叫作自色;如果是由杂质、气液包裹体所引起的颜色叫作他色;因为物理光学效应而产生的颜色则称为假色。(陈天虎)
【微博士】矿物是如何形成的
矿物的形成主要通过三种方式:(1)由于高温岩浆缓慢冷却,不同的矿物先后到达结晶温度,从岩浆熔体中结晶出来;(2)由于溶液温度变化、水的蒸发作用或者化学反应,某种化合物溶解度达到了过饱和状态,矿物从水溶液中结晶出来;(3)由于温度、压力、氧化还原电位的变化,一种矿物在固体状态下变成另外一种矿物。
【微问题】在你的房间里找找,你能发现多少种矿物?
【关键词】矿物 晶体 矿物颜料
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