Hoofstuk 11Kleur
Inleiding► Kleur: ons persepsie van golflengtes van lig gereflekteer of
deurgelaat deur ‘n materiaal (mineraal)
► Lig kan: Deurgelaat Geabsorbeer Verstrooi Gebreek Weerkaats
word deur ‘n kristal
► Kleur word nie bepaal deur die algemene struktuur nie meer afhanklik van spoorelemente of mineraal defekte Al2O3: wit – korund; rooi – robyn; blou – saffier Kwarts (SiO2): ametis – pers; geel – citrien; pink – rose quartz, etc.
Absorpsie► Geen absorpsie:
Wit lig deurgelaat deur kristal, kristal kom kleurloos voor
► Voorkeur absorpsie: Sekere golflengte geabsorbeer; kombinasie van
oorblywende spektrum gee KLEUR
► Absorpsie in sigbare reeks beheer deur elektron transisie tussen verskillende energievlakke van elektrone Soos interne elektrone verplaas word in orbitale deur
elektromagnetiese radiasie en X-Strale afgee (in XRD), kan ‘n ligstraal deur elektrone in buitenste bane geabsorbeer word sodat dit verplaas word na hoër energievlak. Soos wat die elektron dan terugkeer na grondvlak, gee dit weer radiasie af, waarvan ‘n sekere energie geabsorbeer is, wat ooreenkom met die energie-verskil tussen die twee vlakke. Dus word ‘n spesifieke kleur geabsorbeer en die resultante kleur word uitgestraal om waargeneem te word
Oorsprong van verskillende kleur absorbering
► Kristalveld transisies (crystal field transitions) Veroorsaak deur chromofoor elemente wat baie aktief is in
kleur-ontwikkel aangesien hul:► Elemente is met gedeeltelik gevulde 3d orbitale:
Oorgangselemente: Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu► Elemente is met gedeeltelik gevulde 4d orbitale:
Aktiniedes (Ac, Th, U, etc.) or lantaniedes (La, Ce, Nd, etc.)► Molekulêre orbitaal transisies (molecular orbital
transitions) Veroorsaak deur ‘n elektron wat gedeel word deur die
orbitale van naburige katione met verskillende ladings Soos dit ‘hop’ tussen die twee katione word energie
geabsorbeer en vrygestel► Bv.: Fe2+ en Fe3+; Ti4+ en Fe2+ - beide die oorsaak van ‘n blou kleur
► Kleur-senter transisies (colour centre transitions) Strukturele defekte: vakante spasies of tussenliggende
onsuiwerhede genoem kleur senters► Fluoriet, rookkwarts, ametis en citrien
AbsorpsieKleure in belangrike minerale
► Fluoriet Pers of groen► Haliet Blou of geel► Topaas Blou of geel► Korund Rooi (Robyn)
Blou (Saffier)► Granaat Geel-oranje (Spessartiet)
Groen (Demantoied)Donker rooi (Almandien)
► Beryl Diep groen (Smarag)Blou-groen (Akwamaryn)Pienk (Morganiet)Geel (Heliodore)
► Kordiёriet Blou► Kianiet Blou► Tourmalyn Pienk (Rubelliet); Swart (Schorliet)► Kwarts Violet (Ametis)
Sitrien (Geel)RooskwartsRookkwarts
► Olivien Groen (Peridoot)► Turkoois Blou
NB: Tabel 1.1
Absorpsie en kleur
Fluoressensie en fosforessensie
► Fluoressensie Haliet, Fluoriet; Scheeliet; Bariet; Diamant (Table 11.2) Bestraling met ultraviolet lig – straal dan lig uit in sigbare
reeks Afhanklik van spoorelemente en defekte
► Aktivering elemente: Cr, Mn, U, W►Onderdrukker elemente: Fe, Co, Ni
► Fosforessensie Soortgelyk aan fluoressensie, maar benodig tyd vir
elektrone om terug te keer na die begintoestand nadat radiasie plaasgevind het
Fluoriet, Kalsiet, Aragonie, Willemiete Sal lig uitstraal selfs NADAT radiasie gestop is
Fluorescence and phosphorescence
Fluorescence
Phosphorescence
Dispersie►Veranderende brekingsindeks met
verandering in golflengte►Diamant
Goeie voorbeeld: buitengewoon hoё dispersie Wit lig in ‘n reёnboog spektrum Breking van elke golf word ‘n paar keer heraal
►Skitterende kleurpatroon
Glans► Waarneming van verstrooiing en refleksie van lig
deur kristalle► Twee hoof tipes:
Metalies►Weerkaats lig soos ‘n metaal►Gewoonlik ondeursigtig onder deurvallende lig mikroskopie
Nie metalies►Meeste lig dring kristal binne, dus sal crystal meeste lig
deurlaat►Gewoonlik is die minerale lig gekleurd►Opgedeel in:
Glasagtig Pêrelagtig Vetterig Diamantagtig
Mikrostrukture►Submikroskopiese strukture – gee kleur
effekte► Insluitsels soos:
Hematiet in jaspis: tieroog Rutiel in korund: stersaffier
►Skeiding in lae van verskillende samestellings Ontmenging Vertweelinging Zonebou
Common minerals► Fluorite► Sodalite► Halite► Garnet► Apatite► Beryl► Tourmaline► Calcite► Dolomite► Quartz► Zircon► Rutile► Microcline► Orthoclase► Plagioclase
► Serpentine► Lepidolite► Biotite► Muscovite► Hornblende► Andalusite► Olivine► Orthopyroxene► Clinopyroxene► Epidote► Natrolite► Topaz► Barite► Spodumene