属于硅酸盐家族的宝石都有哪些指出它们的化学成分各有哪些种

1. 宝石矿物化学成分的特点

一、宝石矿物晶体化学的分类

从晶体化学的角度，宝石矿物可划分为含氧盐类、氧化物类和自然元素类等。

（一）含氧盐类

大部分宝石矿物属于含氧盐类，其中又以硅酸盐类矿物居多。据统计，宝石矿物中硅酸盐类矿物约占一半，还有少量宝石矿物属磷酸盐类。

1.硅酸盐类

在硅酸盐类矿物的晶体结构中，硅氧络阴离子配位的四面体［SiO₄]^4-是它们的基本构造单元。硅氧四面体在结构中可以孤立地存在，也可以以其角顶相互连接而形成多种复杂的络阴离子（基型）。根据硅氧四面体在晶体结构中的连接方式，可分成以下几种。

（1）岛状基型

表现为单个硅氧四面体［SiO₄]^4-或每两个四面体以一个公共角顶相连组成双四面体在结构中独立存在。它们彼此之间靠其他金属阳离子（如Zr⁴⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺等）来连接，它们之间并不相连，因而呈独立的岛状。属于此类的宝石矿物有锆石ZrSiO₄、橄榄石（Mg,Fe）₂SiO₄、石榴石A₃B₂（SiO₄）₃（其中A为Mg²⁺、Fe²⁺、Ca²⁺、Mn²⁺等二价阳离子，B为Al³⁺、Fe³⁺、Cr³⁺等三价阳离子）、黄玉Al₂SiO₄（F,OH）₂、榍石CaTi（SiO₄）O、十字石Fe₂Al₉（SiO₄）₄O₆（O,OH）₂和绿帘石Ca₂FeAl₂（Si₂O₇）（SiO₄）O（OH）等。

（2）环状基型

结构中包含由三个、四个或六个［SiO₄]^4-硅氧四面体所组成的封闭的环（分别叫三方、四方和六方环）。环内每一个四面体均以两个角顶分别与相邻的两个四面体连接，而环与环之间则靠其他金属阳离子连接。属于此类的宝石矿物有蓝锥矿BaTiSi₃O₉（三方环）、绿柱石Be₃Al₂Si₆O₁₈（六方环）、堇青石（Mg,Fe）₂Al₃AlSi₅O₁₈（六方环）和电气石（六方环）等。

（3）链状基型

指每一［SiO₄]^4-四面体以两个角顶分别与相邻的两个［SiO₄]^4-四面体连成一条无限延伸的链，链与链之间通过其他金属阳离子来连接。属于此类的宝玉石有翡翠、软玉、透辉石和蔷薇辉石等。

（4）架状基型

每个［SiO₄]^4-四面体均以其全部的四个角顶与相邻的四面体连接，组成在三维空间中无限扩展的骨架。属于此类的宝石矿物有月光石、日光石、拉长石、天河石和方柱石等。

2.磷酸盐类

该类含有磷酸根［PO₄]^3-阴离子。由于半径较大，因而要求半径较大的阳离子（如Ca²⁺、Pb²⁺等）与之结合才能形成稳定的磷酸盐。此类矿物成分复杂，往往有附加阴离子。属于此类的宝石矿物有磷灰石Ca₅（PO₄）₃（F,Cl,OH）和绿松石CuAl₆（PO₄）₄（OH）₈·4H₂O等。

（二）氧化物类

氧化物是一系列金属和非金属元素与氧阴离子O^2-化合（以离子键为主）而成的化合物，其中包括含水氧化物。这些金属和非金属元素主要有Si、Al、Fe、Mn、Ti、Cr等。阴离子一般按立方或六方最紧密堆积，而阳离子则充填于其四面体或八面体空隙中。属于简单氧化物的宝石有刚玉矿物（Al₂O₃）的红宝石、蓝宝石，SiO₂类矿物（SiO₂和SiO₂·nH₂O）的紫晶、黄晶、水晶、烟晶、芙蓉石、玉髓、欧泊、蛋白石及金红石（TiO₂）等。属于复杂氧化物的宝石矿物有尖晶石（Mg,Fe）Al₂O₄和金绿宝石BeAl₂O₄等。

（三）自然元素类

有些金属和元素可呈单质独立出现。属于此类的宝石矿物有钻石（成分为C）等。

二、宝石矿物的化学组成及其变化

宝石矿物的化学成分和晶体结构是决定一个宝石矿物种的两个最基本的因素。只考虑其化学成分，不考虑结构不能确定一个宝石种；同样，只考虑其结构而不考虑化学成分也不能确定一个宝石种。例如，化学成分为碳（C）的固体，只有当C以立方对称排列时，才能确定其为钻石或金刚石；而如果C以六方对称排列时，只能确定为石墨。同样，都具立方面心格子构造的固体，化学成分为NaCl时，其为石盐，而化学成分为CaF₂时，只能确定其为萤石。因此，化学成分是宝石矿物存在的物质基础，晶体结构是其存在的表现形式，二者是相互依存的，离开一方，另一方也就不再存在。很显然，矿物的化学成分和结构是决定宝石矿物一切性质的最基本因素。

作为一个宝石矿物种，其化学成分可分为主要化学成分和次要或微量成分。主要化学成分是指能保持其结构的化学成分，如果缺某个成分，其结构便不能存在或保持。但在保持其结构和物化性质基本不变的条件下，主要化学成分是可以有一定变化的，或者说它可以有一个变化范围。因此我们说，宝石矿物的化学组成并不是固定不变的，而是可以有一定的变化幅度的。如刚玉宝石矿物，是具三方对称的Al₂O₃，不含任何次要或微量成分时，呈无色透明，Al和O均为其主要化学成分。但Al可以被少量的Cr所替代，而呈现红色，这时的Cr就可称为刚玉的次要化学成分或微量元素。但Cr的替代量是有限的，更不能全部替代Al，否则就不能保持其三方对称的结构，刚玉也就不能存在了。引起矿物化学成分变化的原因很多，主要是类质同象替代（下一节将详述）和一些微细组分的机械混入（可以以显微包体形式存在）。对宝石矿物而言，杂质组分的介入是极其重要的，它可使宝石矿物呈现各种漂亮迷人的颜色（如祖母绿因含有微量Cr元素而呈现美丽的翠绿色），也可使部分宝石矿物具有特殊的光学效应（如星光效应和猫眼效应等）。

三、宝石矿物中的水

许多宝石矿物含有水，根据矿物中水的存在形式及它们在晶体结构中的作用，可以把水分成以下几大类。

1.吸附水

吸附水不参加晶格，是渗入在矿物集合体中，为矿物颗粒间隙或裂隙表面机械吸附的中性水分子（H₂O）。吸附水不属于矿物的化学成分，不写入化学式。它们在矿物中的含量不定，随温度和湿度变化而不同。常压下温度达到100～110℃时，吸附水就基本上从矿物中逸出，而不破坏晶格。吸附水可以呈气态、液态或固态。

另外，水胶凝体中含有一种特殊类型的吸附水，称为胶体水。它被微弱的联结力固着在微粒的表面，通常计入矿物的化学组成，但其含量变化很大。例如蛋白石，其分子式为SiO₂·nH₂O（n为H₂O分子数，不固定）。

2.结晶水

结晶水以中性水分子（H₂O）存在于矿物中，在晶格中占有固定的位置，起着构造单位的作用，是矿物化学组成的一部分。水分子的数量与矿物其他成分之间有固定的比例。结晶水从矿物中逸出的温度一般不超过600℃，通常为100～200℃。当结晶水失去时，晶体的结构将被破坏并形成新的结构。

比如绿松石就是一种含结晶水的磷酸盐，分子式为CuAl₆（PO₄）₄（OH）₈·5H₂O，其中H₂O含量达19.47%。

3.结构水

结构水（也称化合水）是以OH^－、H^＋、H₃O^＋等离子形式参加矿物晶格的“水”，其中OH－形式最为常见。结构水在晶格中占有固定的位置，在组成上具有确定的比例。由于与其他质点有较强的键力联系，结构水需要较高的温度（通常在600～1000℃之间）才能逸出。当其逸出后，晶体结构完全破坏。

许多宝石矿物都含有这种结构水，例如：碧玺NaMg₃A l₆（Si₆O₁₈）（BO₃）₃（OH）₄、十字石Fe₂Al₉（SiO₄）₄O₆（O,OH）₂、黄玉Al₂SiO₄（OH,F）₂和磷灰石Ca₅（PO₄）₃（F,Cl,OH）等。

此外，在堇青石和绿柱石平行Z轴的结构通道中，常会有一定数量的水，含量有一定的变化。其存在形式和结构状态到目前仍不太清楚。它是一种特殊类型的结构水，它的失去需要很高温度。

2. 组成硅酸盐岩石矿物的主要元素有哪些

由金属阳离子与硅酸根化合而成的含氧酸盐矿物。已知的约有800个矿物种，约占矿物种总数的1/4。许多硅酸盐矿物如石棉、云母、滑石、高岭石、蒙脱石、沸石等是重要的非金属矿物原料和材料。其中除了构成硅酸根所必不可少的Si和O以外，作为金属阳离子存在的主要是惰性气体型离子（如Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Al3+等）和部分过渡型离子（如Fe2+、Fe3+、Mn2+、Mn3+、Cr3+、Ti3+等）的元素，铜型离子（如Cu+、Zn2+、Pb2+、Sn4+等）的元素较少见。
硅盐酸：化学术语，所谓硅酸盐指的是硅、氧与其它化学元素 （主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等）结合而成的化合物的总称。它在地壳中分布极广，是构成多数岩石（如花岗岩）和土壤的主要成分由于其结构上的特点，种类繁多（硅酸盐矿物[2] 的基本结构是硅――氧四面体；在这种四面体内，硅原子占据中心，四个氧原子占据四角。这些四面体，依着四面体，依着不同的配合，形成了各类的硅酸盐）。它们大多数熔点高，化学性质稳定，是硅酸盐工业的主要原料。硅酸盐制品和材料广泛应用于各种工业、科学研究及日常生活中。硅酸盐结构众多、种类繁多：有岛状的橄榄石、层状的石英、环状的蒙脱石等等。

3. 那些宝石（绿宝石，蓝宝石等）的主要化学成分什么

珠宝是珍珠与宝石的总称。珍珠是砂粒微生物进入贝蚌壳内受刺激分泌的珍珠质逐渐形成的具有光泽的美丽小圆体，化学成分是碳酸钙及少量有机物，除作饰物外，还有药用价值。而宝石一般来说是指，凡硬度在7度以上，色泽美丽，受大气及药品作用不起化学变化，产量稀少，极为宝贵的矿物。性优者如：金刚石、钢玉、绿柱玉、贵石榴石、电气石、贵蛋白石等；质稍劣者如：水晶、玉髓、玛瑙、碧玉、孔雀石、琥珀、石榴石、蛋白石等。

现对一些常见宝石的化学成份介绍如下：

金刚石 亦名金刚，俗称金刚钻、钻石或水钻，成分为c,是碳元素的一种同素异形体，常为无色透明，硬度为10，是矿物中最硬的。人工制造的又叫人造金刚石。

刚玉 透明晶体，硬度为9，仅次于金刚石，主要成分为al2o3，有无色、红色、蓝色、星彩的。无色透明的也叫白玉；含ti( = 4 * roman iv)或fe( = 2 * roman ii)、fe( = 3 * roman iii)呈蓝色的叫青玉，也叫蓝宝石；含cr( = 3 * roman iii)呈红色的叫红玉，也叫红宝石；面现星彩的又叫星彩宝石。

绿柱石亦称绿玉、绿宝石，透明至半透明晶体，硬度为7，多为翠绿、淡绿、亦有无色或蓝、黄、白、粉红色者，主要成分为3beo ·al2o3·6sio2。其中，含cro3呈翠绿者叫绿柱玉，又叫翠玉或祖母绿；含铁呈透明蓝色的叫海蓝宝石；含铯呈玫瑰色者叫玫魂绿柱石。

黄玉 亦名黄晶，外形类似水晶，常为黄色，透明，硬度为8，主要化学成分为al2[sio4](f,oh)2。

硬玉 与软玉通称为玉，成分为naal(sio3)2,结晶或致密块状,有浓绿、淡绿或白色,绿色者常名翡翠，略透明，硬度为6.5～7,较软玉难溶解。软玉的成分为ca(mg,fe)3(sio3)4，硬度为5.5～6。

石榴石 是一荧硅酸盐，成分不定，有以下式子:3ro·r2￠o3·3so2，其中r代表钙、镁、铁或锰，又代表铝、铁、铬或钴，硬度为6.5～7.5，透明至微透明，时或光性异常，呈双折射现象，色译一般美丽。组成为fe3al2si3o12者名为贵石榴石，常为血红或粉红，外观略带黑色。

蛋白石 含水、二氧化硅，硬度逊于石英，表面常呈葡萄状，有白灰、黄褐等色，光泽似脂肪或珍珠，不透明至微透明。若为美丽乳房状，常呈红或绿色，光泽强，剖面能显各种美色之反光者，常称为贵蛋白石。

水晶 六方柱状纯石英晶体，无色透明，折射率大，其含有机构而显烟陶色者叫烟水晶（俗名茶晶），显黑者为黑烟水晶（俗名墨晶）。含氮的有机物呈褐色或黄色者叫褐石英或黄水晶。含锰而色紫者叫紫水晶。

玉髓 透明或半透明，成分为sio2，硬度为7。有肉红、淡红、浓绿、血红等，不透明者即为玛瑙。

碧玉 是由硅质物质沉积而成，化学成分为sio2，并含fe2o3，因含有铁质，故常呈各种颜色。其浓绿者极似浓绿玉髓，质致密不透明，

琥珀 成分为碳氢化合物（c10h16o），非晶体,透明至半透明，有赤褐等色，硬度为2～2.5，摩擦能生电。

孔雀石 成分为 cu2(oh)2co3，由含铜矿物受碳酸及水的作用而形成，光泽似金刚石，色翠绿，间有呈孔雀尾之彩绞

组成翡翠的主要矿物的化学成分是NaAL(Si2O6),

2翡翠的英文名称为Jadeite，是西班牙语Picdo de jade的简称，意思是佩戴在腰部的宝石。之所以叫翡翠，是因为它的颜色不均一，有时在浅色的底子上伴有红色和绿色的色团，颜色之美尤如古代赤色羽毛的翡雀和绿色羽毛的翠雀，所以称之为翡翠。近代人们称翡翠为“红翡绿翠”。
3。水晶，冰心玉洁，灵气逼人，据说古希腊人在奥林匹亚山区发现它时，他们认为这是冰根据上帝的旨意变来的，所以把它称之KRYSTALLOS，意为“洁白的冰”。亚里斯多德也提到过水晶，他认为水晶是经过很长时间演变来的，是冰的化石，将水晶取名为“晶体”。水晶就是SiO2，透明的石英结晶体，二氧化硅含水的胶体凝固后成为蛋白石；二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙；当二氧化硅结晶完美时就是水晶。晶莹的体态，灵翠的声音，还有那些被做成首饰后随古今名媛发生的悲喜传说，对给这些纯粹的SiO2蒙上了无限的神秘色彩。因成分不同而呈现不同颜色的水晶也都被传说有着各自的功效：白晶，紫晶，粉晶，黄晶，茶晶，发晶。。。似乎每一种水晶都是独特而神奇的。你喜欢哪一种呢？
我相信水晶是可以聚集能量的，她是光芒与力量的象征，她的光芒给你希望，让你勇敢的去探索神秘的未知的一切。在《新旧约全书》中“启示录”一章“圣城的荣耀”一节中就这样写道：对圣城耶路撒冷“城中有神的荣耀。城的光辉如同极贵的宝石，好像碧玉，明如水晶”。“城墙的根基是用各样宝石修饰的：第一根基是碧玉，第二是蓝宝石，第三是绿玛瑙，第四是绿宝石，第五是红玛瑙，第六是红宝石，第七是黄碧玺，第八是水苍玉，第九是红碧玺，第十是翡翠，第十一是紫玛瑙，第十二是紫晶。”