Química de Roques
2006/05/01 Kortabitarte Egiguren, Irati - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Les pedres precioses, en general, són valorades per la seva bellesa i perfecció. Són cristalls perfectes, per dir-ho d'alguna manera. El seu aspecte és molt important en aquestes pedres precioses i la seva bellesa ha de ser, per descomptat, sostenible. És a dir, no es poden destruir fàcilment. Si no, perden el seu valor immediatament.
Es divideixen en dos grans grups: joies i semi-joies. Diamant, robí, safir i maragda són les joies de les pedres precioses. Ametista, jade i uns altres, semipreciosos. La diferència entre tots dos grups es dóna sobretot en l'abundància.
Joies
El diamant és avui la joia més preuada. La seva duresa és impressionant, amb un valor de deu en l'escala de Mohs. Es tracta d'un carboni pur, però l'ordenació d'aquests àtoms de carboni és especial i per això el diamant és tan dur. També té una lluentor especial, que sorprèn qualsevol persona. De fet, té un alt índex de refracció de la llum i una enorme capacitat de dispersió d'aquesta.
A l'Índia, el Brasil i Sud-àfrica, per exemple, hi ha molts diamants. No obstant això, les característiques del terreny no són les mateixes a tot arreu i per tant tampoc l'extracció del diamant. En general es realitzen tres passos principals. Primer cal retirar les terres i pedres que cobreixen el diamant, després extreure el diamant i finalment netejar-lo correctament.
És un treball molt laboriós. Per cada deu tones de mineral, només s'extreu un kilate de diamants (200 mg). D'aquí treure els comptes. Són molts els quilòmetres de terra que es necessiten excavar per a aconseguir una joia de grandària mitjana. Precisament per això el diamant és tan car.
Però no creguis que tots els diamants són útils per a la joieria. L'error més diminucioso pot reduir el seu valor, per la qual cosa pot ser utilitzat únicament per a aplicacions industrials. En general, això succeeix en el cas dels diamants amb bombolles o impureses. En la indústria s'utilitzen per a tallar metalls com els diamants.
En l'escala de Mohs la rossa té un grau menys que el diamant, és a dir, pedres precioses de color vermell formades per combinacions de ferro, crom i òxid d'alumini. Entre ells es troben Myanmar, Sri Lanka, l'Índia, Tailàndia, la Xina i Rússia.
No obstant això, no sols són robins naturals sinó sintètics. Es van fundar per primera vegada en 1923, barrejant alunbra i pigments del crom. D'aquesta forma s'obtenen pedres precioses molt similars a les naturals, tant química com físicament. No obstant això, la utilització de rossos sintètics és major en la rellotgeria que en la joieria.
El safir és tan dur com el robí. Normalment es troba en mines riques en rútil, bauxitata i hematicidad. Està format per una mescla d'òxids d'alumini, ferro i titani. El seu color varia de blau clar a blau fosc, depenent de la quantitat de titani, el blau és més clar o més fosc. La seva duresa en l'escala de Mohs és de 9, un grau menys que el diamant.
Els principals productors de Safir es troben a Àfrica, però en els últims anys s'han trobat diverses mines a Sud-amèrica. S'utilitza especialment en joieria i en diverses aplicacions de làsers. Antigament es pensava que aquesta pedra guardava saviesa, és a dir, que la persona que tenia un safir era una persona de gran saviesa.
El beril·li és el component bàsic de la maragda. A més té àtoms de crom i vanadi, entre altres. És molt estrany trobar maragdes de qualitat amb més d'un kilate. De fet, els de major grandària presenten sovint impureses visibles. La maragda es produeix des de fa més de 3.000 anys.
Art antic
Malgrat la seva bellesa, les pedres precioses brillen tallades, i el seu cultiu no és una cosa actual. Des de temps immemorials, els materials s'aserran, tallen, perforen, donen forma i finalment es poleixen. Amb el temps, els constructors de pedres han desenvolupat diverses tècniques i processos per a optimitzar la bellesa d'aquests materials bells.
En la prehistòria també es van fer passos bàsics per a treballar les pedres. Encara que sembli mentida, aquests passos eren tècnicament bastant avançats. Per exemple, per a donar forma al material s'utilitzaven pedres abrasives, a continuació es polia la pedra amb abrasius més fins i finalment s'utilitzava la burí per a perforar.
Totes aquestes tècniques no van quedar intactes i es van anar desenvolupant a poc a poc. El següent repte va ser treballar les pedres precioses. És a dir, en aquestes pedres precioses es van començar a decorar diversos motius.
La següent innovació va arribar aproximadament en l'Edat mitjana. De fet, les parts de les pedres precioses van començar a treballar-se per perfecció. L'objectiu era destacar, per dir-ho així, la lluentor de la pedra.
Avui dia, els llauradors de pedres continuen utilitzant totes aquestes tècniques ancestrals, però, per descomptat, amb el nou utillatge. Entre altres coses, utilitzen ordinadors per al disseny i raigs làser per a treballar pedres precioses.
A mesura que la tecnologia avança, a poc a poc es van resolent dubtes sobre la composició i el color de les pedres precioses. Recentment, per exemple, un grup d'investigadors de la Universitat de Còrdova ha desenvolupat un mètode per a determinar en pocs minuts la composició química de les joies. De fet, avui dia existeixen diversos mètodes per a conèixer la composició de les joies, però són processos llargs i, a vegades, destructius. El mètode desenvolupat a Còrdova, a més de ràpid, és fiable i no destrueix el cas estrany. La fluorescència per raigs X és el mètode d'anàlisi de metalls i la seva concentració. El dispositiu s'assembla a un escàner. També és un mètode ambientalment net al no utilitzar productes contaminants.
És interessant conèixer la composició de les pedres precioses, ja que sovint la composició i el color estan relacionats. Més concretament, en funció de les impureses que apareguin, es creu que la gemma adquireix un color o un altre.
Rojo i verd
El color indica el salt que han de realitzar els electrons d'un àtom per a passar de l'estat fonamental a l'estat excitat. En aquest cas, el crom és el que dóna color a la pedres precioses. Tots els compostos cromats són de colors.
Cada ió crom està envoltat de sis àtoms d'oxigen, tant en l'estructura cristal·lina de la rossa com de la maragda.
A més, fins ara es pensava que el color era proporcionat en gran manera pels àtoms veïns. Per tant, la rossa i la maragda haurien de tenir el mateix color, ja que l'àtom contigu és l'oxigen en tots dos. Però no és així.
En 1957 L.E.Orgela va afirmar que la distància entre els àtoms de crom i d'oxigen és diferent en aquestes pedres precioses i per això tenen un color diferent. Però aquesta explicació no va convèncer a molts experts. De fet, les pedres precioses són materials duros que veien impossible que les distàncies entre els àtoms anessin tan diferents. De fet, en la dècada dels 80, utilitzant una tècnica desenvolupada per a mesurar les impureses de les pedres precioses, investigadors francesos van descobrir que la distància entre el robí i els àtoms de la maragda és la mateixa.
Recentment, després de diversos càlculs, un grup de físics de la Universitat de Cantàbria ha trobat resposta. Per a això han hagut d'utilitzar el concepte de camp elèctric. Perquè si creus que les pedres precioses són sòlids cristal·lins sense activitat, estàs equivocat. Els electrons es mouen constantment i perden i guanyen energia entre els nivells energètics.
En aquestes fluctuacions energètiques, en tots dos casos s'absorbeix la llum blava estatge de l'espectre, però en el cas de la maragda també s'absorbeix la llum vermella. Per tant, queda verd. Per això és verd la maragda. En Errubia, per part seva, s'absorbeix la llum verda, a la qual deu el seu color vermell.
A pesar que aquest secret ha estat ocult durant molt de temps, al final l'han revelat. No obstant això, les pedres precioses no han perdut la seva fascinació natural, i els investigadors continuaran descobrint els aspectes ocults d'aquestes precioses i costoses joies.
