【原】珠宝知识214：珠宝考研考证篇（三十一）：类质同象的相关概念

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类质同象是影响宝石品种一个非常重要的概念，最直接的影响就是改变宝石的颜色，从而使宝石的品种更加丰富，但是在讲到类质同象之前，我们需要简单回顾一下晶格缺陷，虽然说晶体的定义是质点在三维空间重复排列的固体，但是任何一个晶体都不可能做到非常的完美，在生长的过程中，也总会不同程度的受到外界因素的干扰，比如说温度、压力、化学成分等，因此晶体不能按照理想的状态发育，不过，一个真实的单晶体，是可以看做有很多理想的均匀的块段组成的，但是这些理想的均匀的块段的链接处，可能就会存在不理想的状态，这就是晶体的晶格缺陷。

对于化学组成，晶体在生长的过程中不可能纯净无暇，不存在任何的杂质元素，但是这些杂质元素的加入，又不会造成晶体结构很大的变化，物理化学性质上面也不会存在较大的变化，因此，即使有少量杂质元素的加入，也没有影响到宝石矿物晶体的本质，这就是影响晶体化学组成变化的一个非常重要的原因，这就是晶体的类质同象。在类质同象这个概念中，杂质元素存在的位置并不是任意的，而是代替晶体结构中的其他元素，并占据晶格中固定的位置。
从下图中可以看到，左图与右图分别为一个相对较大的质点或一个较小的质点，代替了晶体结构中的其他质点，在被替代的质点周围，晶格结构会发生一定的变化，从而会导致晶体物化性质在一定程度上的改变。但是从整体上考虑，晶体结构没有发生较大的变化，晶体的本质也没有发生变化。从下面这张图中，我们也可以看到，类质同象属于晶格缺陷中的点缺陷。

通过刚刚的讲解，我们可以将类质同象进行拆分：
1、晶体中的质点被其他质点所替代（这种替代并不是任意，后面的课程会讲到）
2、晶体常数没有发生较大的变化
3、晶体结构没有发生变化
4、物理化学性质没有发生较大的变化
类质同象严格的定义：是指在晶体结构中部分质点被其他性质类似的质点所替代，仅使晶格常数和物理化学性质发生不大的变化，而晶体结构保持不变的现象。
类质同象的概念在《宝石学》中占有非常重要的地位，正是因为有这些杂质元素的加入，才会导致宝石有非常非常丰富的颜色与种类，举例说明：
1、绿柱石
化学成分为Be3Al2Si6O18，绿柱石的主要成分中没有可以致色的元素，因此纯净的绿柱石应该是无色的，但是晶体中含有Cr时，就会形成祖母绿；当含有少量的Fe，就会形成海蓝宝石；如果晶体中含有Mn，则形成粉红色绿柱石，也就是通常所说的摩根石。



2、刚玉
化学成分为Al2O3，它的主要成分也没有可以致色的元素，因此纯净的刚玉也是无色的，当晶体中含有Cr时，叫做红宝石，当有Fe、Ti时，叫做蓝宝石；当含有V时，则叫做变色蓝宝石。


能够举出的例子非常多，被称为彩虹石的碧玺，就是因为有非常广泛的类质同象存在；金绿宝石、尖晶石、磷灰石、水晶、翡翠、和田玉等等，他们颜色的多变以及品种的丰富，同样是因为有类质同象的存在。所以，很好的理解类质同象，就能够很好的理解宝石品种的变化。
下图为翡翠丰富的颜色

下图为碧玺丰富的颜色

好了，关于类质同象的相关概念，就分享到这里，希望对大家有所帮助。