I colori delle pietre preziose

Fin dai tempi antichi le pietre preziose sono state considerate simbolo di ricchezza, autorità e potere a cui venivano attribuiti poteri magici e che venivano ostentate da nobildonne, principi e persone danarose. Le pietre preziose o gemme sono tutte quelle specie e varietà di minerali che possono essere usate, dopo essere state tagliate e lucidate per ornamento personale e per decorare oggetti. Le pietre preziose si distinguono, oltre che per la loro purezza e limpidezza anche per il loro colore: dal rosso del rubino, al verde dello smeraldo, al viola dell’ametista, al giallo-oro dello zaffiro.

Le colorazioni delle pietre preziose sono dovute alla presenza di piccole quantità di metalli di transizione; questi ultimi hanno elettroni nell’orbitale 3 d e quando la luce colpisce la gemma essi, assorbendo energia,  vengono eccitati. Ricadendo nel loro stato fondamentale emettono una radiazione avente energia pari a quella che hanno assorbito. Se tale radiazione ricade nello spettro del visibile la pietra appare di una determinata colorazione.

Il rubino è un cristallo di ossido di alluminio contenente tracce di cromo (III) che sostituisce alcuni ioni di alluminio presenti nell’ossido. Nel rubino ogni ione Al3+ e Cr3+ è contornato da sei ioni O2- secondo una geometria ottaedrica: tale geometria del cristallo provoca lo splitting degli orbitali d.

Tutti gli orbitali d (dz2, dxz, dyz, dxy, dx2-y2) anche se hanno forme e orientazioni diverse hanno la stessa energia in un atomo metallico. Quando uno ione metallico è contornato da ioni negativi in un intorno ottaedrico i cinque orbitali d di un metallo di transizione non restano degeneri, ma si separano in due gruppi: il gruppo t2g di energia minore, triplicemente degenere, e il gruppo eg di energia superiore doppiamente degenere. La differenza di energia tra questi due set di orbitali corrisponde all’energia della luce visibile.

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Author: Chimicamo

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