Ограненный рубин
Рубин
— минерал, Аl2O3, разновидность корунда красного цвета, прозрачный или полупрозрачный, также замутненный до непрозрачного, просвечивающего в краях. Устаревшие названия — «лал», «красный яхонт». Красную окраску придаёт примесь хрома. Красные корунды называются рубинами, синие — сапфирами. «Звёздчатые» разновидности рубина и сапфира с хорошо выраженным эффектом астеризма обрабатываются в виде кабошона.
- Структура
- Свойства
- Морфология
- Происхождение
- Применение
- Классификация
- Физические свойства
- Оптические свойства
- Кристаллографические свойства
Смотрите так же:
Рубин
— цена и лечебные, магические свойства
Физические свойства и структура алмаза
СТРУКТУРА
Кристаллическая структура рубина
Кристаллическая структура Аl2O3 изображена на рисунке в виде групп Аl2O3 по углам двух ромбоэдров, слагающих элементарную ячейку. Несмотря на кажущуюся сложность, она имеет довольно простую структурную схему. Ионы кислорода находятся в плотнейшей гексагональной упаковке и располагаются листами перпендикулярно тройной оси, наложенными один на другой. Катионы Аl располагаются между двумя такими листами в виде гексагонов (с незаселенным центром), заполняя две трети октаэдрических пустот (т. е. пустот между шестью анионами кислорода, три из которых принадлежат одному, а три других, повернутых относительно первых на 180°, — другому листу ионов кислорода). При этом группы каждых трех ионов кислорода образуют общую грань для двух смежных октаэдров в соседних листах. Характерно, что кислородные листы наложены друг на друга таким образом, что в каждой колонке из октаэдров также чередуются два заселенных с одним незаселенным, причем пары заселенных октаэдров по вертикали образуют винтовые тройные оси.
СВОЙСТВА
Рубин
Тригональная сингония. Твёрдость 9, плотность 3,97 — 4,05, подробнее см. корунд. Красную окраску придаёт содержание примеси хрома в виде ионов Сr3+ (от сотых долей до 2%). Легко узнается по форме кристаллов, штриховке на гранях, часто характерной синевато-серой окраске и высокой твердости. От похожего на него дистена (Al2SiO5) отличается по отсутствию совершенной спайности и по высокой твердости. Рубин от красной шпинели отличим по форме кристаллов, а в неправильных зернах — только под микроскопом. Под паяльной трубкой не плавится. В кислотах не растворяется.
Свет в помощь
В том случае, когда лупы не оказалось под рукой, а продавец в магазине отказывается ее предоставить, навевая сомнения в подлинности изделия, можно попробовать поиграть со светом.
Натуральный камень, подставленный под лучи солнечного света, проявит всю свою невероятную красоту. Та сторона, которая освещена солнцем, будет источать изумительный бордовый блеск. С обратной стороны поверхность останется матовой с бледным свечением.
Если в распоряжении оказался ультрафиолетовый фонарик с длиной волны 280 нм, то можно посвятить им на рубин. Оригинальный камень не изменит цвета свечения, останется красным. Имитация заиграет оранжевыми тонами под действием ультрафиолета.
Эффект «голубиной крови», свойственный настоящим рубинам, хорошо виден при поворотах изделия в разные стороны в дневном свете. Самоцвет переливается фиолетовыми оттенками. У имитационного материала такого эффекта нет.
Для достоверных результатов можно использовать одновременно два способа проверки – рассматривать образец сквозь лупу и в лучах солнечного света.
МОРФОЛОГИЯ
Кольцо с рубином
Встречается в виде бочонкообразных, дипирамидальных и таблитчатых кристаллов псевдогексагонального облика, отдельно вкрапленных зёрен и зернистых агрегатов. Грани призм, дипирамид и пинакоида часто покрыты грубой косой штриховкой. Обычно наблюдаются довольно хорошо образованные бочонковидные, столбчатые, пирамидальные и пластинчатые кристаллы, достигающие иногда больших размеров (до дециметра в поперечнике). Наиболее часто встречаются грани гексагональной призмы {1120}, гексагоналыых дипирамид {2241}, {2243}, ромбоэдра (1011} и пинакоида {0001}. Часто грани призм и дипирамид, а также грани пинакоида бывают покрыты косой штриховкой, а в других случаях наблюдается штриховка в горизонтальном направлении вследствие двойникования по пинакоиду.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ
Кристаллы рубина, 1,3 см, Россия, Северная Карелия, Лоухский район, Хит-остров
Коренные месторождения — в кристаллических мраморизованных известняках, в плагиоклазитах и слюдитах, развившихся по ультраосновным породам. Иногда встречается в богатых глиноземом и бедных кремнеземом глубинных магматических породах — корундовых сиенитах и анортозитах в ассоциации с полевыми шпатами, изредка в других породах (андезитах, базальтах и др.). Известны также корундсодержащие сиенитовые пегматиты, имеющие промышленное значение. Контактово-метасоматические месторождения корунда образуются в кристаллических известняках по соседству с изверженными породами. Главные месторождения рубинов находятся в Мьянме (Могок), Таиланде, Шри-Ланке (Ратнапура), Афганистане (Джегдалек), Кении и Танзании (верховья р. Умба). Основную массу драгоценных разновидностей находят в россыпях. С древнейших времён добывается на Памире вместе с розовой шпинелью (месторождение Кухилал, Таджикистан. В России отмечен на Урале (Рай-Из, Пол. Урал; Мурзинка,Ср. Урал и др.)
Как развивались технологии синтеза
Первые попытки синтезировать рубин пришлись на середину XIX века. В 1857 году химик Марк Годен сплавил в глиняном тигле алюмокалиевые квасцы с хроматом калия, и получил кристаллы массой порядка 1 карата. Мелкие кристаллы смогли получить и другие исследователи — Х. Сенорман, Дж. Эбельман, но все эти попытки не имели практического значения.
Прорывом стала методика, предложенная французским химиком Огюстом Вернейлем. Он разработал технологию, позволяющую выращивать кристаллы рубина массой 20-30 карат всего за пару часов. Вернейль не реконструировал природные камни низкого качества, а синтезировал рубины из расплава фторидов бария и кальция с добавлением оксида хрома, позднее — из чистого оксида алюминия.
Метод Вернейля оказался настолько простым и надежным, что привел к запуску массового производства синтетических рубинов. Практически в неизменном виде он применяется и до сих пор, хотя с момента изобретения прошло уже более 100 лет.
Тем не менее, разработка новых технологий синтеза не прекратилась. Позднее появились методы, позволяющие получать крупные кристаллы с высокой степенью чистоты и совершенной структурой — метод Чохральского и метод зонной плавки. Также рубины синтезируют флюсовым и гидротермальным методом, хотя широкого распространения они не получили.
Рубин RusGems выращенный гидротермальным способом в форме «антик»
ПРИМЕНЕНИЕ
Кольцо с рубином
Драгоценный камень I категории, используется в дорогих ювелирных изделиях. Качественные экземпляры ценятся дороже алмаза. Красные корунды называются рубинами, синие — сапфирами. Светлоокрашенные сапфиры или бесцветный корунд ювелирного качества носит название Лейкосапфир. «Звёздчатые» или замутненные разновидности рубина и сапфира с хорошо выраженным эффектом астеризма обрабатываются в виде кабошона. Находит широкое применение также в приборостроении, лазерных технологиях (используются в основном искусственные рубины). Лазерное излучение рубина в красной области спектра связано с квантовыми переходами между уровнями энергии иона Сr3+, а с переходами между спиновыми подуровнями — действие рубина как квантового усилителя радиоволн (мазера). В настоящее время в больших количествах производится искусственным путем (способ искусственного получения рубинов был изобретен в 1835г.)
Рубин (англ. Ruby) — Аl2O3
Молекулярный вес | 101.96 г/моль |
Происхождение названия | позднелат. rubinus, от лат. rubeus — красный |
IMA статус | действителен |
Методы домашней проверки
Как определить подлинность рубина не выходя из дома, оставаясь у прилавка магазина? Есть ряд простых советов, которые помогут при определении оригинальности материала в домашних условиях.
- Для проверки берут пустой стеклянный сосуд. Это может быть стакан, ваза или другая просвечивающая ёмкость. Кристалл помещают в сосуд. Как отличить настоящий рубин? Он будет светиться, издавая красный луч. От искусственного образца такого свечения не увидеть.
- Потребуется вынести образец на естественное освещение. Оттенки должны различаться. Напротив солнца – бордовый, с обратной стороны – матовый и бледный.
- Отличить поддельные породы поможет молоко. Камень опускают в стакан с молоком, и оно меняет цвет. Белоснежная целебная жидкость становится розовой. Сила свечения настолько высока, что остаться белым напиток не сможет.
- От синтетики рубины начнут отличаться, если их попробовать просветить ультрафиолетом. Искусственный рубин останется красным, другие красные минералы поменяют тон – станут близкими к оранжевому.
- Наличие пузырьков. Отличаться камни будут по содержанию пузырьков. У подделок они заполнены воздухом, у настоящих – красными газами.
- Механические повреждения. Царапины от стекла на оригинале не имеют ровных форм. У подделок они глянцевые и прямые.
- Медленное нагревание. Разница в скорости нагрева. От натурального образца быстрого согревания не дождаться, их придётся держать в руках очень долго. Для синтеза – это лёгкий процесс. Нагрелся, значит, дешёвый обман.
- Вес минерала. Натуральные породы имеют большой вес, они твёрдые и тяжёлые. Подделка их синтетических сплавов легче в несколько раз.
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Цвет минерала | красный |
Цвет черты | белый |
Прозрачность | прозрачный, полупрозрачный |
Блеск | стеклянный |
Спайность | несовершенная |
Твердость (шкала Мооса) | 9 |
Излом | похожий на осколок, раковистый |
Прочность | хрупкий |
Плотность (измеренная) | 3,99 — 4,10 г/см3 |
Радиоактивность (GRapi) | 0 |
Отличие от других самоцветов и драгоценных камней
Вместо натурального минерала продают дешёвые породы со сходными внешними признаками. Как отличить рубиновые образцы от других камней? Есть ряд советов ювелиров и минералогов:
- Чаще всего заменой рубина является гранат. У него красный цвет, но нет блеска. Отличить от граната несложно. Камень выносят к яркому солнцу или кладут под лампу искусственного освещения. Натуральный кристалл сравним по блеску с бриллиантом. Гранат даёт матовое свечение, которое сложно сравнить с алмазными переливами.
- Гранат обладает свойствами намагничиваться. Проверка строится таким образом: проверяемый образец кладут на весы. К нему подносят магнит. Если образец увеличивается в весе, то это подделка. Оригинал не меняется.
- Турмалины имеют близкие оттенки: розовые, ярко-красные. Попадая под ультрафиолет, оттенок становится ярко-оранжевым. Рубин не меняет свой окрас.
- От дешёвых стекляшек оригинальные образцы отличаются прочностью, недолговечностью и низкой стоимостью. Если нет блеска, краски не насыщенные, цена низкая – начинайте сомневаться.
Трудно отличить натуральный камень от соединения стекла и рубина. Минерал для создания смеси берут из остатков или отработанных пород. Крошки, сколы перемешивают со стеклом. Сложность в том, что основа полученного камня – оригинальный рубин. Такую подделку лучше отдать на проверку специалисту. Он с помощью приборов найдёт причину сомнений, высчитает количественное содержание природных компонентов, их прочность, установит истинную цену изделия.