屬於硅酸鹽家族的寶石都有哪些指出它們的化學成分各有哪些種

1. 寶石礦物化學成分的特點

一、寶石礦物晶體化學的分類

從晶體化學的角度，寶石礦物可劃分為含氧鹽類、氧化物類和自然元素類等。

（一）含氧鹽類

大部分寶石礦物屬於含氧鹽類，其中又以硅酸鹽類礦物居多。據統計，寶石礦物中硅酸鹽類礦物約佔一半，還有少量寶石礦物屬磷酸鹽類。

1.硅酸鹽類

在硅酸鹽類礦物的晶體結構中，硅氧絡陰離子配位的四面體［SiO₄]^4-是它們的基本構造單元。硅氧四面體在結構中可以孤立地存在，也可以以其角頂相互連接而形成多種復雜的絡陰離子（基型）。根據硅氧四面體在晶體結構中的連接方式，可分成以下幾種。

（1）島狀基型

表現為單個硅氧四面體［SiO₄]^4-或每兩個四面體以一個公共角頂相連組成雙四面體在結構中獨立存在。它們彼此之間靠其他金屬陽離子（如Zr⁴⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺等）來連接，它們之間並不相連，因而呈獨立的島狀。屬於此類的寶石礦物有鋯石ZrSiO₄、橄欖石（Mg,Fe）₂SiO₄、石榴石A₃B₂（SiO₄）₃（其中A為Mg²⁺、Fe²⁺、Ca²⁺、Mn²⁺等二價陽離子，B為Al³⁺、Fe³⁺、Cr³⁺等三價陽離子）、黃玉Al₂SiO₄（F,OH）₂、榍石CaTi（SiO₄）O、十字石Fe₂Al₉（SiO₄）₄O₆（O,OH）₂和綠簾石Ca₂FeAl₂（Si₂O₇）（SiO₄）O（OH）等。

（2）環狀基型

結構中包含由三個、四個或六個［SiO₄]^4-硅氧四面體所組成的封閉的環（分別叫三方、四方和六方環）。環內每一個四面體均以兩個角頂分別與相鄰的兩個四面體連接，而環與環之間則靠其他金屬陽離子連接。屬於此類的寶石礦物有藍錐礦BaTiSi₃O₉（三方環）、綠柱石Be₃Al₂Si₆O₁₈（六方環）、堇青石（Mg,Fe）₂Al₃AlSi₅O₁₈（六方環）和電氣石（六方環）等。

（3）鏈狀基型

指每一［SiO₄]^4-四面體以兩個角頂分別與相鄰的兩個［SiO₄]^4-四面體連成一條無限延伸的鏈，鏈與鏈之間通過其他金屬陽離子來連接。屬於此類的寶玉石有翡翠、軟玉、透輝石和薔薇輝石等。

（4）架狀基型

每個［SiO₄]^4-四面體均以其全部的四個角頂與相鄰的四面體連接，組成在三維空間中無限擴展的骨架。屬於此類的寶石礦物有月光石、日光石、拉長石、天河石和方柱石等。

2.磷酸鹽類

該類含有磷酸根［PO₄]^3-陰離子。由於半徑較大，因而要求半徑較大的陽離子（如Ca²⁺、Pb²⁺等）與之結合才能形成穩定的磷酸鹽。此類礦物成分復雜，往往有附加陰離子。屬於此類的寶石礦物有磷灰石Ca₅（PO₄）₃（F,Cl,OH）和綠松石CuAl₆（PO₄）₄（OH）₈·4H₂O等。

（二）氧化物類

氧化物是一系列金屬和非金屬元素與氧陰離子O^2-化合（以離子鍵為主）而成的化合物，其中包括含水氧化物。這些金屬和非金屬元素主要有Si、Al、Fe、Mn、Ti、Cr等。陰離子一般按立方或六方最緊密堆積，而陽離子則充填於其四面體或八面體空隙中。屬於簡單氧化物的寶石有剛玉礦物（Al₂O₃）的紅寶石、藍寶石，SiO₂類礦物（SiO₂和SiO₂·nH₂O）的紫晶、黃晶、水晶、煙晶、芙蓉石、玉髓、歐泊、蛋白石及金紅石（TiO₂）等。屬於復雜氧化物的寶石礦物有尖晶石（Mg,Fe）Al₂O₄和金綠寶石BeAl₂O₄等。

（三）自然元素類

有些金屬和元素可呈單質獨立出現。屬於此類的寶石礦物有鑽石（成分為C）等。

二、寶石礦物的化學組成及其變化

寶石礦物的化學成分和晶體結構是決定一個寶石礦物種的兩個最基本的因素。只考慮其化學成分，不考慮結構不能確定一個寶石種；同樣，只考慮其結構而不考慮化學成分也不能確定一個寶石種。例如，化學成分為碳（C）的固體，只有當C以立方對稱排列時，才能確定其為鑽石或金剛石；而如果C以六方對稱排列時，只能確定為石墨。同樣，都具立方面心格子構造的固體，化學成分為NaCl時，其為石鹽，而化學成分為CaF₂時，只能確定其為螢石。因此，化學成分是寶石礦物存在的物質基礎，晶體結構是其存在的表現形式，二者是相互依存的，離開一方，另一方也就不再存在。很顯然，礦物的化學成分和結構是決定寶石礦物一切性質的最基本因素。

作為一個寶石礦物種，其化學成分可分為主要化學成分和次要或微量成分。主要化學成分是指能保持其結構的化學成分，如果缺某個成分，其結構便不能存在或保持。但在保持其結構和物化性質基本不變的條件下，主要化學成分是可以有一定變化的，或者說它可以有一個變化范圍。因此我們說，寶石礦物的化學組成並不是固定不變的，而是可以有一定的變化幅度的。如剛玉寶石礦物，是具三方對稱的Al₂O₃，不含任何次要或微量成分時，呈無色透明，Al和O均為其主要化學成分。但Al可以被少量的Cr所替代，而呈現紅色，這時的Cr就可稱為剛玉的次要化學成分或微量元素。但Cr的替代量是有限的，更不能全部替代Al，否則就不能保持其三方對稱的結構，剛玉也就不能存在了。引起礦物化學成分變化的原因很多，主要是類質同象替代（下一節將詳述）和一些微細組分的機械混入（可以以顯微包體形式存在）。對寶石礦物而言，雜質組分的介入是極其重要的，它可使寶石礦物呈現各種漂亮迷人的顏色（如祖母綠因含有微量Cr元素而呈現美麗的翠綠色），也可使部分寶石礦物具有特殊的光學效應（如星光效應和貓眼效應等）。

三、寶石礦物中的水

許多寶石礦物含有水，根據礦物中水的存在形式及它們在晶體結構中的作用，可以把水分成以下幾大類。

1.吸附水

吸附水不參加晶格，是滲入在礦物集合體中，為礦物顆粒間隙或裂隙表面機械吸附的中性水分子（H₂O）。吸附水不屬於礦物的化學成分，不寫入化學式。它們在礦物中的含量不定，隨溫度和濕度變化而不同。常壓下溫度達到100～110℃時，吸附水就基本上從礦物中逸出，而不破壞晶格。吸附水可以呈氣態、液態或固態。

另外，水膠凝體中含有一種特殊類型的吸附水，稱為膠體水。它被微弱的聯結力固著在微粒的表面，通常計入礦物的化學組成，但其含量變化很大。例如蛋白石，其分子式為SiO₂·nH₂O（n為H₂O分子數，不固定）。

2.結晶水

結晶水以中性水分子（H₂O）存在於礦物中，在晶格中佔有固定的位置，起著構造單位的作用，是礦物化學組成的一部分。水分子的數量與礦物其他成分之間有固定的比例。結晶水從礦物中逸出的溫度一般不超過600℃，通常為100～200℃。當結晶水失去時，晶體的結構將被破壞並形成新的結構。

比如綠松石就是一種含結晶水的磷酸鹽，分子式為CuAl₆（PO₄）₄（OH）₈·5H₂O，其中H₂O含量達19.47%。

3.結構水

結構水（也稱化合水）是以OH^－、H^＋、H₃O^＋等離子形式參加礦物晶格的「水」，其中OH－形式最為常見。結構水在晶格中佔有固定的位置，在組成上具有確定的比例。由於與其他質點有較強的鍵力聯系，結構水需要較高的溫度（通常在600～1000℃之間）才能逸出。當其逸出後，晶體結構完全破壞。

許多寶石礦物都含有這種結構水，例如：碧璽NaMg₃A l₆（Si₆O₁₈）（BO₃）₃（OH）₄、十字石Fe₂Al₉（SiO₄）₄O₆（O,OH）₂、黃玉Al₂SiO₄（OH,F）₂和磷灰石Ca₅（PO₄）₃（F,Cl,OH）等。

此外，在堇青石和綠柱石平行Z軸的結構通道中，常會有一定數量的水，含量有一定的變化。其存在形式和結構狀態到目前仍不太清楚。它是一種特殊類型的結構水，它的失去需要很高溫度。

2. 組成硅酸鹽岩石礦物的主要元素有哪些

由金屬陽離子與硅酸根化合而成的含氧酸鹽礦物。已知的約有800個礦物種，約占礦物種總數的1/4。許多硅酸鹽礦物如石棉、雲母、滑石、高嶺石、蒙脫石、沸石等是重要的非金屬礦物原料和材料。其中除了構成硅酸根所必不可少的Si和O以外，作為金屬陽離子存在的主要是惰性氣體型離子（如Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Al3+等）和部分過渡型離子（如Fe2+、Fe3+、Mn2+、Mn3+、Cr3+、Ti3+等）的元素，銅型離子（如Cu+、Zn2+、Pb2+、Sn4+等）的元素較少見。
硅鹽酸：化學術語，所謂硅酸鹽指的是硅、氧與其它化學元素 （主要是鋁、鐵、鈣、鎂、鉀、鈉等）結合而成的化合物的總稱。它在地殼中分布極廣，是構成多數岩石（如花崗岩）和土壤的主要成分由於其結構上的特點，種類繁多（硅酸鹽礦物[2] 的基本結構是硅――氧四面體；在這種四面體內，硅原子占據中心，四個氧原子占據四角。這些四面體，依著四面體，依著不同的配合，形成了各類的硅酸鹽）。它們大多數熔點高，化學性質穩定，是硅酸鹽工業的主要原料。硅酸鹽製品和材料廣泛應用於各種工業、科學研究及日常生活中。硅酸鹽結構眾多、種類繁多：有島狀的橄欖石、層狀的石英、環狀的蒙脫石等等。

3. 那些寶石（綠寶石，藍寶石等）的主要化學成分什麼

珠寶是珍珠與寶石的總稱。珍珠是砂粒微生物進入貝蚌殼內受刺激分泌的珍珠質逐漸形成的具有光澤的美麗小圓體，化學成分是碳酸鈣及少量有機物，除作飾物外，還有葯用價值。而寶石一般來說是指，凡硬度在7度以上，色澤美麗，受大氣及葯品作用不起化學變化，產量稀少，極為寶貴的礦物。性優者如：金剛石、鋼玉、綠柱玉、貴石榴石、電氣石、貴蛋白石等；質稍劣者如：水晶、玉髓、瑪瑙、碧玉、孔雀石、琥珀、石榴石、蛋白石等。

現對一些常見寶石的化學成份介紹如下：

金剛石 亦名金剛，俗稱金剛鑽、鑽石或水鑽，成分為c,是碳元素的一種同素異形體，常為無色透明，硬度為10，是礦物中最硬的。人工製造的又叫人造金剛石。

剛玉 透明晶體，硬度為9，僅次於金剛石，主要成分為al2o3，有無色、紅色、藍色、星彩的。無色透明的也叫白玉；含ti( = 4 * roman iv)或fe( = 2 * roman ii)、fe( = 3 * roman iii)呈藍色的叫青玉，也叫藍寶石；含cr( = 3 * roman iii)呈紅色的叫紅玉，也叫紅寶石；面現星彩的又叫星彩寶石。

綠柱石亦稱綠玉、綠寶石，透明至半透明晶體，硬度為7，多為翠綠、淡綠、亦有無色或藍、黃、白、粉紅色者，主要成分為3beo ·al2o3·6sio2。其中，含cro3呈翠綠者叫綠柱玉，又叫翠玉或祖母綠；含鐵呈透明藍色的叫海藍寶石；含銫呈玫瑰色者叫玫魂綠柱石。

黃玉 亦名黃晶，外形類似水晶，常為黃色，透明，硬度為8，主要化學成分為al2[sio4](f,oh)2。

硬玉 與軟玉通稱為玉，成分為naal(sio3)2,結晶或緻密塊狀,有濃綠、淡綠或白色,綠色者常名翡翠，略透明，硬度為6.5～7,較軟玉難溶解。軟玉的成分為ca(mg,fe)3(sio3)4，硬度為5.5～6。

石榴石 是一熒硅酸鹽，成分不定，有以下式子:3ro·r2￠o3·3so2，其中r代表鈣、鎂、鐵或錳，又代表鋁、鐵、鉻或鈷，硬度為6.5～7.5，透明至微透明，時或光性異常，呈雙折射現象，色譯一般美麗。組成為fe3al2si3o12者名為貴石榴石，常為血紅或粉紅，外觀略帶黑色。

蛋白石 含水、二氧化硅，硬度遜於石英，表面常呈葡萄狀，有白灰、黃褐等色，光澤似脂肪或珍珠，不透明至微透明。若為美麗乳房狀，常呈紅或綠色，光澤強，剖面能顯各種美色之反光者，常稱為貴蛋白石。

水晶 六方柱狀純石英晶體，無色透明，折射率大，其含有機構而顯煙陶色者叫煙水晶（俗名茶晶），顯黑者為黑煙水晶（俗名墨晶）。含氮的有機物呈褐色或黃色者叫褐石英或黃水晶。含錳而色紫者叫紫水晶。

玉髓 透明或半透明，成分為sio2，硬度為7。有肉紅、淡紅、濃綠、血紅等，不透明者即為瑪瑙。

碧玉 是由硅質物質沉積而成，化學成分為sio2，並含fe2o3，因含有鐵質，故常呈各種顏色。其濃綠者極似濃綠玉髓，質緻密不透明，

琥珀 成分為碳氫化合物（c10h16o），非晶體,透明至半透明，有赤褐等色，硬度為2～2.5，摩擦能生電。

孔雀石 成分為 cu2(oh)2co3，由含銅礦物受碳酸及水的作用而形成，光澤似金剛石，色翠綠，間有呈孔雀尾之彩絞

組成翡翠的主要礦物的化學成分是NaAL(Si2O6),

2翡翠的英文名稱為Jadeite，是西班牙語Picdo de jade的簡稱，意思是佩戴在腰部的寶石。之所以叫翡翠，是因為它的顏色不均一，有時在淺色的底子上伴有紅色和綠色的色團，顏色之美尤如古代赤色羽毛的翡雀和綠色羽毛的翠雀，所以稱之為翡翠。近代人們稱翡翠為「紅翡綠翠」。
3。水晶，冰心玉潔，靈氣逼人，據說古希臘人在奧林匹亞山區發現它時，他們認為這是冰根據上帝的旨意變來的，所以把它稱之KRYSTALLOS，意為「潔白的冰」。亞里斯多德也提到過水晶，他認為水晶是經過很長時間演變來的，是冰的化石，將水晶取名為「晶體」。水晶就是SiO2，透明的石英結晶體，二氧化硅含水的膠體凝固後成為蛋白石；二氧化硅膠化脫水後就是瑪瑙；當二氧化硅結晶完美時就是水晶。晶瑩的體態，靈翠的聲音，還有那些被做成首飾後隨古今名媛發生的悲喜傳說，對給這些純粹的SiO2蒙上了無限的神秘色彩。因成分不同而呈現不同顏色的水晶也都被傳說有著各自的功效：白晶，紫晶，粉晶，黃晶，茶晶，發晶。。。似乎每一種水晶都是獨特而神奇的。你喜歡哪一種呢？
我相信水晶是可以聚集能量的，她是光芒與力量的象徵，她的光芒給你希望，讓你勇敢的去探索神秘的未知的一切。在《新舊約全書》中「啟示錄」一章「聖城的榮耀」一節中就這樣寫道：對聖城耶路撒冷「城中有神的榮耀。城的光輝如同極貴的寶石，好像碧玉，明如水晶」。「城牆的根基是用各樣寶石修飾的：第一根基是碧玉，第二是藍寶石，第三是綠瑪瑙，第四是綠寶石，第五是紅瑪瑙，第六是紅寶石，第七是黃碧璽，第八是水蒼玉，第九是紅碧璽，第十是翡翠，第十一是紫瑪瑙，第十二是紫晶。」