Szegedi Tudományegyetem | Színes ásványok – az ásványok színe: a Kutatók Éjszakáján is!

Színes ásványok – az ásványok színe: a Kutatók Éjszakáján is!

Mitől függ egy ásvány színe? Cikkünkben választ kap kérdésére.

A szabad szemmel látható fény az elektromágneses spektrum ~380–760 nanométer hullámhosszú tartományának felel meg. Ezen belül minden egyes hullámhosszhoz adott nagyságú energia és egy adott, szemünkkel észlelhető szín tartozik. Mitől függ egy ásvány színe? Dr. Raucsik Béla és Dr. Raucsikné Dr. Varga Andrea, az SZTE Földrajz- és Földtudományi Intézet egyetemi docensei foglalták össze a legfontosabb információkat.

Fénytörés a Koch Sándor Ásványgyűjteményben: a prizmaként viselkedő üvegajtó eltérő hullámhosszú, színes összetevőire bontja a fehér fényt (fotó: Dr. Raucsikné Dr. Varga Andrea)

Ha a látható tartomány összes hullámhosszát tartalmazó fehér fény jut az ásvány felszínére, az részben visszaverődik, megtörik, szétszóródik, elnyelődik és áthalad rajta. Ezek aránya határozza meg az ásvány fizikai színét és fényét. Egy ásvány színtelen, ha a fehér fény minden hullámhossza áthalad rajta. Ha a fehér fény valamennyi hullámhosszát elnyeli, akkor fekete színű lesz. A színes ásványok a fehér fény különböző hullámhosszú komponenseit más és más arányban nyelik el. Ha egy ásvány a látható fény bizonyos hullámhosszú fénysugarait elnyeli, akkor színjelenséget tapasztalunk. A színes ásványok mindig azon hullámhosszú fénysugarak színét mutatják, amelyeket átbocsátanak magukon.

Színtelen, átlátszó üvegopál (hialit) a Koch Sándor Ásványgyűjteményben (fotó: Dr. Raucsikné Dr. Varga Andrea)

A színes ásványokat a színjelenséget kialakító tényező alapján saját színű és idegen színű ásványok csoportjába osztjuk. Saját színűek csak azok az ásványok lehetnek, amelyek kémiai alkotóelemei (a rácsukban elhelyezkedő atomok, ionok) között nagy számban vannak olyanok, amelyek le nem zárt belső elektronhéjjal rendelkeznek (úgynevezett kromofór ionok). Az itt található elektronokat a látható fény energiája is gerjesztett állapotba viszi. A folyamat eredményeként a fehér fényből bizonyos hullámhosszú sugarak „eltűnnek”, a fény tehát színessé válik. Elsősorban a vas-csoport tagjai (vas, kobalt, nikkel), illetve a réz hoz létre erős saját színt az ásványok esetében. Jellemzően a réz(II)-ion kék, a vas(II)-ion rendszerint zöldes, a vas(III)- ion vöröses árnyalatú színt okoz.

Az idegen színű ásványok nem tartalmaznak könnyen gerjeszthető elektronokkal rendelkező ionokat, ezek az ásványok tehát eredetileg színtelenek. A színtelen ásványokat a rácsukba rendkívül csekély mennyiségben beépülő kromofór ionok „megfesthetik”. A rendkívül színgazdag kvarcváltozatok vagy a legismertebb színes drágakövek (pl. a rubin és a zafír nevű korundváltozatok, a smaragd, az akvamarin nevű berillváltozatok) mind ilyen színezett, idegen színű ásványok. A ritmikusan változó kémiai vagy fizikai paraméterek eredménye színzónásság is lehet.

Lila kvarcváltozat (ametiszt) a Koch Sándor Ásványgyűjteményben (fotó: Dr. Raucsik Béla)

Színzónás turmalin polírozott metszete (fotó: Dr. Raucsikné Dr. Varga Andrea)

Színezheti az idegen színű ásványt finom eloszlású, néhány mikro- vagy nanométeres nagyságrendű gáz-, folyadék- vagy szilárd zárványok tömege. A zárványok festette idegen színű ásványok átlátszóságukat elveszítik, áttetszőkké vagy alig áttetszőkké válnak. Az idegen színű ásványokra a szín nem jellemző; poruk, karcuk fehér vagy szürkésfehér, nem mutatja a példány színét.

Bizonyos ásványok ultraibolya fény (UV) hatására színes látható fényt bocsátanak ki, azaz lumineszkálnak. Ennek színe a gerjesztett ásvány kémiai összetételétől függ. A lumineszcencián belül megkülönböztethető a fluoreszcencia jelensége, amikor a besugárzás megszűnését követően azonnal megszűnik a fénykibocsátás. Foszforeszcencia esetén a spontán fénykibocsátás hosszabb ideig tarthat. Gyakori, UV gerjesztés hatására aktív ásvány a fluorit, a kalcit és az üvegopál. Sötétben világíthat a szénhidrogén-zárványos kvarc, a rubin, a gipsz és még sok más ásvány. Ezek 80 százaléka 365 nm hullámhosszon mutat fluoreszcenciát.