宝石颜色成因整理
宝石热处理改色
一、刚玉类宝石（红、蓝宝石）热处理法用的最多的是在刚玉中,刚玉也大部分需要热处理进行改善.目前国际市场上的刚玉红、蓝宝石有90-95%是经过不同方法热处理的.因此在此分类详细介绍热处理法改变刚玉的颜色。
（1）热处理刚玉的改色机理1. 含铁离子刚玉从无色、浅黄绿色到黄色、橙色的互变在蓝宝石（Al2O3）中的铁，常以二价态Fe2+或三价态Fe3+存在。
在高温晶体生长的条件下，铁一般以Fe2+或FeO出现。
当这样一种Fe2+在取代刚玉中的Al3+时，为保持晶体电中性，每两个Fe2+的存在就会出现一个氧空位，这样可以产生几乎无色的刚玉晶体、或者略带一点绿色调。
其组成为：（1-x）Al2O3+2xFeO→Al2-2x Fe2x O3-x在高温下，气体中的氧可以通过扩散将Fe2+氧化成Fe3+4Fe2+ +O2→4Fe3++2O2-在刚玉蓝宝石中，这时没有氧空位了，相当于Al2O3中存在着Fe2O3杂质，电荷是平衡的，依Fe3+浓度的不同，宝石可以出现浅到中等的黄色。
若在还原气氛中加热，比如在H2或CO的条件下，就会产生相反的作用Fe2O3+ H2→2FeO+ H2O或Fe2O3+ CO→2FeO+ CO2如果更强烈的加热，Fe2O3可能会聚集形成多分子颗粒，从而产生更深的黄到褐的颜色。
也就是说，当铁离子以二价的形式存在于刚玉中时，宝石是无色略带一点绿色调。
在高温下，通过气体扩散Fe2+可以氧化成Fe3+，随Fe3+含量的多少，宝石可以出现不同程度的黄色。
相反当有还原气氛存在时Fe3+又可以转为Fe2+，宝石又可恢复原来的颜色，但较氧化反应难进行。
氧化成Fe3+的反应甚至在有钛存在时才可能。
当宝石中铁的含量远远超过钛的含量时，铁离子之间的电荷转移占主导地位，宝石仍可呈现出黄色，但含钛所形成的黄色比不含钛所形成的黄色暗得多。
当铁离子和铬离子共存，铁为二价时，宝石为粉色，经氧化加热铁变为三价，宝石成橘红色。
这些热处理的温度很高，常接近刚玉熔点（2050℃）的温度，即1500℃以上。
一种粉色斜黝帘石玉的宝石学特征及其颜色成因
2020年6月JU N2020中国宝玉石C H IN A G E M S &J ADE S158期43-49 页一种粉色斜黝帘石玉的宝石学特征及其颜色成因王小航，王轶，赵娟，裴赢4中国地质调查局西安地质调查中心，西安710054摘要：本文针对新发现的斜黝帘石玉进行了常规宝石学测试，利用X射线粉末衍射仪（XRD)、红外光谱仪（FTIR)、电子探针（EPMA)、紫外一可见分光光度计（UV-Vis)以及扫描电镜（SEM)等现代测试方法对样品的矿物组成、结 构、化学成分及颜色成因进行了相关研究。
主要识别了该玉石红外光谱最强峰位于901~1137〇^范围内；样品在545nm 与450nm处具有宽大的吸收峰；扫描电镜揭示了其具有柱状显晶质结构，质地细腻，EPMA与XRD同样揭示了其主要 矿物为斜黝帘石和黝帘石；探讨了其粉红色的成因。
以上研究结果为快速、方便地鉴定此种玉石提供了参考依据。
关键词：斜黝帘石；黝帘石；粉色矿物；颜色成因中图分类号：P594 文献标识码：A文章编号：1002-1442(2020)03-0043-07 Gemmological Characteristics and Color Genesis of a NewPink Clinozoisite JadeWANG Xiaohang, WANG Yi, ZHAO Juan, PEI Ying*Xi'an Geological Survey Center,Xi'an710054ABSTRACT:In order to determine the mineral composition,phase structure,chemical component and color origin of a newly discovered pink jade,X-Ray diffractometer(XRD),fourier transform infrared spectrometer(FTIR),electron microprobe(EPMA), ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-Vis)and scanning electron microscope (SEM)are used to investigate the samples of this jade.The FTIR shows that the strongest infrared absorption bands appear in the range of901-1137cm'1.In the UV-Vis results,the broad absorption peaks are displayed at 545nm and450nm.It is revealed on SEM that this jade has a fine columnar phanerocrystalline texture.For EPMA and XRD,the outcome indicates that the main compositions are clinozoisite and zoisite. And the genesis for its pink color is discussed.All these results provide valuable references for a rapid and accurate identificat-ion of this type of j ade.KEY WORDS:clinozoisite;zoisite;pink minerals;color genesis粉色独山玉是一种含锰的宝石级黝帘石化斜长岩[1]，只在中国河南独山产出，一经发现便备受关注，时至今日 已经拥有了良好的观赏和经济价值。
天青石成分
天青石成分天青石是一种非常受欢迎的宝石，也是一种常见的饰品材料。
它的美丽和神秘的颜色吸引了许多人。
但是，你知道天青石的成分吗？在本文中，我们将详细介绍天青石的成分。
1. 天青石概述天青石是一种含铜、铝、硅、氧等元素的宝石。
它通常呈现出蓝色或绿色，并具有良好的透明度和光泽。
天青石最初被发现于伊朗，但现在已经在全球范围内被挖掘和使用。
2. 天青石化学成分根据化学组成，天青石主要由硅酸盐和铜氧化物组成。
其中，硅酸盐占总体积的大部分（约70％），而铜氧化物则占约20％至30％。
此外，小量的其他元素如铁、钙、镁等也可以存在于天青石中。
3. 天青石晶体结构天青石晶体结构属于正交晶系。
其晶胞参数为a=8.95Å（埃），b=8.23Å，c=5.18Å。
天青石晶体结构中，硅酸盐和铜氧化物的结合形成了一种类似于“蜂窝”状的结构。
4. 天青石颜色形成机制天青石的蓝色和绿色是由铜离子的存在而引起的。
在天青石形成过程中，铜离子被包含在硅酸盐晶体中，并与氧原子形成化学键。
这些化学键吸收了红光波长，使得光线穿过天青石时呈现出蓝色或绿色。
5. 天青石物理性质天青石的密度为2.65 g/cm³，硬度为7-7.5（摩氏硬度），属于宝石中较为坚硬的品种之一。
它具有良好的透明度和光泽，并且可以被切割成各种形状。
6. 天青石产地目前世界上最大的天青石产地是智利、澳大利亚、中国、美国等国家。
在中国，主要产地有新疆、西藏等地。
其中，新疆伊宁市以其优质的天青石而闻名于世。
7. 天青石用途天青石被广泛用于珠宝和饰品制作中。
由于其美丽的颜色和坚硬的质地，天青石被认为是一种高档的宝石。
此外，它也可以用于制作装饰品、雕刻品等。
总结：综上所述，天青石是一种含铜、铝、硅、氧等元素的宝石。
其主要成分为硅酸盐和铜氧化物，并具有正交晶系晶体结构。
天青石的蓝色和绿色是由铜离子的存在而引起的，其密度为2.65 g/cm³，硬度为7-7.5（摩氏硬度）。
影响宝石光泽的因素
影响宝石光泽的因素
影响宝石光泽的因素有以下几个：
1. 抛光：宝石经过抛光处理可以使其表面变得光滑。
抛光能够减少表面上的微小划痕和瑕疵，从而提高光泽度。
2. 透明度：宝石的透明度是指光线透过宝石的能力。
如果宝石具有高度的透明度，光线就可以经过宝石并反射出明亮的光芒，增强其光泽。
3. 折射率和折射角：折射率是光线在从一种介质进入另一种介质时的弯曲程度。
宝石具有高折射率时，光线在宝石内部反射的次数更多，因此可以呈现出更大程度的光泽。
4. 颜色：宝石的颜色也可以影响其光泽。
具有鲜艳、饱和的颜色的宝石通常会呈现出更亮丽的光泽。
5. 杂质和瑕疵：宝石内部的杂质和瑕疵会影响光线在宝石内的传播和反射，从而降低光泽度。
6. 切割：宝石的切割质量对光泽有重要影响。
优质的切割可以使光线在宝石内部以最佳角度反射，增强宝石的光泽。
这些因素是影响宝石光泽的主要因素，不同种类的宝石可能会受到这些因素的不同程度影响。
宝石的分类——彩色宝石
宝石的分类——彩色宝石
彩色宝石
指那些有颜色的宝石，比如红宝石、蓝宝石、祖母绿、海蓝宝石、金绿宝石、金水菩提、碧玺、尖晶石、石榴石、丹泉石、托帕石、锆石、电气石、橄榄石、变色宝石、黄晶宝石、欧泊等。
红宝石：
红宝石是指颜色呈红色的刚玉，它是刚玉的一种，主要成分是氧化铝(Al2O3)，红色来自铬(Cr)，主要为Cr2O3，含量一般0.1~3%，最高者达4%。
自然没有铬的宝石是蓝色的蓝宝石。
天然红宝石大多来自亚洲（缅甸、泰国和斯里兰卡、中国海南，重庆江津石笋山等均有发现，非洲和澳大利亚，美国蒙大拿州和南卡罗莱那州也有一点。
天然红宝石非常少见珍贵，但是人造并非太难，所以工业用红宝石都是人造的，1991年，中国山东省昌乐县发现一颗红、蓝宝石连生体，重量67.5克拉，被称为“鸳鸯宝石”，称得上是世界罕见的奇迹。
1983年在重庆江津的石笋山溪流中发现数枚红宝石矿最大的有32.7克拉。
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1。
变色珠变色原理
变色珠变色原理变色珠的变色原理变色珠是一种特殊的珠宝宝石，其最大的特点就是能够随着温度、光线或化学物质的变化而改变颜色。
这种神奇的变色效果使得变色珠成为了人们喜爱的珠宝首饰之一。
那么，变色珠的这种变色原理究竟是如何实现的呢？首先，我们需要了解变色珠的材质和结构。
变色珠通常由两种或更多种不同的矿石或宝石组成。
这些矿石或宝石中含有特定的元素或化合物，如镧、牛郎石、锑等。
由于这些特殊的元素或化合物的存在，使得变色珠在受到外界刺激时，能够发生颜色的变化。
其次，变色珠的变色原理可以分为以下几个方面：1. 温度引起的变色：变色珠对温度非常敏感，当温度发生变化时，珠宝中的元素或化合物也会发生变化，引起颜色的改变。
通常情况下，当温度升高时，变色珠的颜色会由较浅的颜色变为较深的颜色，反之亦然。
这是因为温度的变化影响了珠宝中元素或化合物的晶格结构，从而改变其吸收和反射光的能力。
2. 光线引起的变色：光线也是导致变色珠变色的重要因素之一。
当变色珠受到不同强度或光谱的光线照射时，光线中的不同波长被珠宝中特定元素或化合物吸收，而其他波长的光线则被反射。
这种吸收和反射的光线在我们的眼睛中形成了特定的颜色。
因此，当光线发生变化时，变色珠的颜色也会跟着改变。
3. 化学物质引起的变色：变色珠还可以受到周围环境中化学物质的影响而发生变色。
一些化学物质可能会与珠宝中的特定元素或化合物发生反应，导致其颜色发生改变。
例如，变色珠可能会在酸性环境中变得更加明亮，而在碱性环境中变得暗淡。
需要注意的是，变色珠的变色效果是可逆的，并且并非所有的变色珠都会在相同的条件下呈现相同的颜色变化。
因为不同种类的变色珠所含的成分和结构都有所差异，所以它们对于不同的刺激会有不同的响应，呈现出独特的变色效果。
总结起来，变色珠的颜色变化源于其材质中特定元素或化合物与外界条件的相互作用。
通过温度、光线或化学物质的变化，变色珠可以展现出多种颜色，让人们在佩戴和欣赏珠宝的过程中体验到不同的视觉效果。
宝石是如何形成的
宝石是如何形成的看着五颜六色的宝石，有没有好心动，不过宝石是怎么形成的，你知道吗?以下就是店铺给你做的整理，希望对你有用。
宝石矿物的生成要有一定的地质环境。
由於地质境不同，所「南非盛产钻石?而缅甸则产红宝石,宝石可以由沉积作用、岩浆作用和变质作用生成。
沉积作用可以经过水在常温或在高温冷却而生成宝右矿物; 由於水分的蒸发，海水或湖水中的硫酸钙可取沉淀而成为石膏。
含碳酸钙的溶液，因为压力减少而使二氧化碳逸出?，因此沉淀方解石和霰石。
温度降低可使二氧化矽的熔解度减少，因而沉积水晶.玛瑙和蛋白石:由溶液中硫化氢与铁作用可以沉积FeS、而成为黄铁矿等等，有些先前生成的岸石，由於机械的风化作用和化学的侵蚀作用 ?可以把原先在岩石中的比较耐侵蚀的宝石留下，而成为冲积矿床或砂砾矿床 o 金世界有很多重要的钻石产左这种矿床。
岩浆作用是指地下称为岩浆的高热熔融的岩石"冷却的侍候生成矿物的作用d通常冷却愈慢，.矿物生长愈大g如果有气体作为促进生长的矿化剂，叫更容易形成此较大的宝石矿物。
含镁和铁非常多的岩浆，冷却之後会造成超趣镁铁岩石由矽铝的增加?，逐渐生成基性岩石、中性岩石和酸性岩石。
超镁铁岩石含橄榄石比较多的称为橄概榄岩, 由地下深处突然冲出地面的角砾云母橄榄岩即属於此种岩石的一种，是成钻石的火成岩。
超镁铁岩石，也是白金的来源。
在岩浆作用後期,由於氟; 氯、:碳酸气水气等等矿化剂的增加使酸性岩浆生成一种结晶巨大的伟晶花冈岩，是绿宝石、蓝宝石、红宝石、金绿宝石? 电气石、黄晶、水晶和多种石英，多种长石; 和有些特别宝石如锐钛矿、磷灰石、斧石、赛黄精、透辉石;萤石、钠柱晶石、蓝昂石、天蓝右、矽铍石、金红石、方柱石、楣石、尖晶石、锂辉石与锆石等宝石的主要来源。
沉积作用可由火成岩或其他岩石，经过机械的侵蚀和化学的风化、搬运沉积，最生成宝石矿由沉积作用生成的矿床可以称为冲积矿床或砂砾矿床很多宝石都由这种矿床产出像俄国的钻石锡南的猫眼眼石和变石，缅甸的红宝石;马来西亚的锡石，多数是砂砾矿床产生; 由水分蒸发因而沉积的有雪花石盲之类的蒸发岩石宝石由於左物造成的宝石? 有珍珠和珊瑚d蛤和珊瑚类的生物在海水吸收钙，而沉积碳酸钙造成方解石和霰石热水作用地质上所谓的热水，是指摄氏50至500度的水,当温度下降，溶解度降低,许多宝石就会形成。
什么样的岩石里藏有宝石？
什么样的岩石里藏有宝石？天然宝石分为钻石、彩色岩石和玉石三大类，它们分别来自哪些岩石呢？1、钻石金伯利岩层是金刚石矿物的主要产出岩层，但是在很多砂矿床里也会有钻石，而且要知道高品质的彩钻都是在砂矿里，冲击岩层都有可能形成钻石。
高温高压的纯碳岩层也有可能形成钻石。
2、彩色岩石1）红宝石矿床的成因类型主要有：①镁质矽卡岩和镁质大理岩型红宝石矿床，产于元古宙的镁质大理岩内；②碱性橄榄玄武岩型红宝石矿床，产于古新世～上新世玄武岩内；③汽成一热液型红宝石矿床，产于超基性岩体的云母岩内；④富碱片麻岩型红宝石矿床，产于元古宙的变质岩带内；⑤红宝石砂矿床，主要产于原生红宝石矿床下游的冲积砂和砾石层内。
矿床中的大部分刚玉只能作为工业原材料，仅少数的叮供作红宝石。
2）蓝宝石主要成分是氧化铝。
蓝宝石属于刚玉族矿物，三方晶系。
蓝色的蓝宝石，是由于其中混有少量钛和铁杂质所致；蓝宝石的颜色，可以有粉红、黄、绿、白、甚至在同一颗石有多种颜色。
3）祖母绿的矿物学名称是绿柱石，是六方晶系的一种宝石，最著名的产地是哥伦比亚。
3、玉石1）硬玉：宝石名翡翠，翡翠的产出矿一类是原生矿，另一类是次生矿。
翡翠原生矿又可称为新坑无皮石，是指成矿后从未经过自然力（地震、火山喷发、风吹雨淋、河流搬运等）移动过的矿床叫原生矿。
原生矿都是被泥土和岩石覆盖，所以未见风化或风化程度较小。
次生矿床是指部分原生矿床，因露出地表，收到风化剥蚀、破碎和水流搬运而沉积在河底、堆积在河滩上的卵石状或砾石状的翡翠矿体。
2）软玉软玉是指闪石类中某些（如透闪石、阳起石等系列矿物）具有宝石价值的硅酸盐矿物。
细小的闪石矿物晶体呈纤维状交织在一起构成致密状集合体。
软玉有很多种，颜色也有很多，上品软玉一般质地细腻，韧性好，具有油脂光泽。
中国新疆和田是软玉的重要产地，那里的软玉被人们称之为“和田玉”。
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玛瑙的颜色和纹环及其形成原理
玛瑙的颜色和纹环及其形成原理提及宝石，大多数人联想到的是五光十色的钻石和光彩夺目的各色宝石。
玛瑙同样也是一种拥有悠久历史的宝石。
玛瑙是玉髓质石英中的一种，在表面可看到波纹或是同心圆状的纹路，它与硅氧沉淀的形态相似。
玛瑙有单色玛瑙和多色玛瑙，玛瑙有许多变种玉髓，如：鸡血石、紫玉髓、光玉髓等与水晶、石英晶有着本质的区别。
本文将阐述玛瑙形成的原理分析其颜色与文环的形成及玛瑙所包含的化学成分。
玛瑙玛瑙又称为马瑙，它是一种玉髓类矿石，玛瑙是一种拥有广泛范围，在玉石种类中较为普通的种类，玛瑙常常与蛋白石或石英石融合形成纹状石块，莫氏硬度为7，密度在2.55g～2.65g每立方厘米左右，半透明或不透明的块体，其色彩富有层次感。
因此，在古代就被当做奢侈品玩赏，人们对玛瑙的收藏已有近千年的历史了，在许多达官贵人、王侯将相的墓中都可发现作为陪葬品的玛瑙。
1.玛瑙的分布玛瑙的矿藏可以出现在山顶上、河床里、戈壁滩上和砾石层中由各种颜色的二氧化硅胶体溶液所形成，，而被人们发现最多的还是在农民的耕地里。
一旦在某处发现一颗玛瑙，往往就会找到一大片玛瑙，其分布范围有时会达到数平方千米、数百平方千米，而且这些玛瑙通常又都分布在同一地层内。
我国蕴藏了众多的玛瑙资源，主要分布黑龙家、湖北、辽宁等地，世界拥有较多玛瑙资源的国家有美国、印度、巴西、澳大利亚等国家。
美国、墨西哥部分地区出产稀有的花边玛瑙。
2.玛瑙的形成原理玛瑙是一种层状构造的块状结晶，每一层中都有平行的纤维晶状结构存在。
同时每一个纤维晶状体都垂直在构造层面上。
在玛瑙的构造层中的纤维晶状体与普通的晶体的成长规律与原理相似，但是它们的生长环境却有着天壤之别。
在普通的晶体的生长中，其中发育最好的晶体，它的延伸方向一般垂直于基地，而生长过常被生长较快的晶体所淘汰。
在同一层面上的晶体，处在特别狭窄的空间中，在同温同质的二氧化硅凝液态熔体中。
玛瑙由此长出细小的晶芽，在长出晶芽时就于基底垂直延伸。
绿宝石孔雀石主要成分
绿宝石孔雀石主要成分绿宝石孔雀石，又称孔雀石绿柱石，是一种具有特殊色彩的矿石。
它在世界各地都有发现，其主要成分是铝和硅的氧化物，化学式为Al2SiO4(OH)2。
绿宝石孔雀石的颜色多样，从绿色到蓝色，有时还带有金色、红色等色调。
下面将详细介绍绿宝石孔雀石的主要成分和特性。
绿宝石孔雀石的主要成分是铝和硅的氧化物。
铝是一种地壳中广泛存在的金属元素，它在地球上的含量很高，约为8.13%。
铝在矿石中以氧化物的形式存在，如石英和云母。
硅是地壳中的主要元素之一，广泛分布于地球的岩石、矿石和土壤中。
它是一种非金属元素，具有广泛的应用价值。
在绿宝石孔雀石中，铝和硅的氧化物形成了特殊的晶格结构，使得其具有艳丽的颜色。
绿宝石孔雀石的独特颜色是由其中的微量杂质所决定的。
例如，铁、铬和钴的存在可以使矿石呈现出绿色、蓝色和紫色的色调。
有时，绿宝石孔雀石还会含有金属元素如铜、锌和镍，这些元素会赋予矿石金色、红色和橙色的色调。
绿宝石孔雀石的颜色还可以受到其他因素的影响，例如晶体的形状和透明度。
透明度较高的矿石往往能够更好地展示其颜色。
同时，包裹体也可能会影响绿宝石孔雀石的颜色。
包裹体是指在矿石晶体中存在的固态、液态或气态的包裹物。
这些包裹物可能由水、气体或其他矿物组成，它们的存在可能会改变绿宝石孔雀石的颜色，使其呈现出特殊的效果。
除了颜色，绿宝石孔雀石还具有一些其他的特性。
首先，它具有良好的硬度和稳定性。
绿宝石孔雀石的硬度约为7.5到8，比较高，可以用来制作各种珠宝首饰。
其次，绿宝石孔雀石的密度为3.5到4，比较重，在宝石学中属于中等或高密度的矿石。
另外，绿宝石孔雀石的斑晶是六方晶系的，晶体呈柱状或棱柱状，具有明显的条痕。
最后，孔雀石的断裂呈贝壳状或参差状，可见其断裂物质性较脆。
绿宝石孔雀石常常被用于制作珠宝首饰。
由于其独特的颜色和特性，它广受珠宝设计师和收藏家的喜爱。
在市场上，绿宝石孔雀石的价格取决于其颜色、净度和大小等因素。
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（以此类推）
主波长与饱和度 主波长 一种颜色 C1 的主波长λ d 指的是：这种单色光按一定比例与白光相加混合能够匹配出
颜色 C1 。 补色波长λ c：C2 的补色波长按一定比例与 C2 相混合，能匹配出白光。 饱和度 利用色品图上两个线段的长度之比表示。第一线段由白点到样品点的距离 NC；第二线段
由于电子间的静电相互作用，多电子的整体状态不是由各个单电子状态的简单加和，因 此应将原子中所有的电子看作一个整体。
同一个电子组态是多种电子排布的集合，由于各排布的电子相互作用不同，因而有不同 的能级。
在电子的量子数基础上引入原子的量子数，即L，S，J， mJ 来表示属于同一电子组态 的原子的不同能态，并与原子光谱实验观察的数据直接关联。 晶体场理论
《宝石颜色成因》考试内容整理
一、色度学基本理论 颜色的定义 颜色的属性 格拉斯曼定律 色度学理论 颜色的定量计算 二、传统宝石颜色成因 自色 他色 物理色（假色） 致色离子 主要致色离子的光谱特征 色散 散射 干涉 衍射 传 统宝石学颜色成因缺陷 三、量子物理基本概念 量子力学基本定律 薛定谔方程 一维无限深势阱 三维长方势阱 一维谐振子 轨道 能级 四、晶体场理论 原子轨道 原子轨道量子数 原子轨道与电子云的空间图像 核外电子排列规律 多电子原子 与光谱项 晶体场理论 晶体场理论的基本要点 晶体场的定性解释 晶体场的分裂能及其影 响因素 晶体场理论的应用 五、配位场理论 分子轨道 分子轨道的基本要点 分子轨道类型 杂化轨道 配位场理论 电荷转移 六、能带理论 能带理论 能带理论的基本论点 能带中电子的排布 满带 导带 禁带 能带跃迁致色 杂质致 色的能带理论解释 七、色心 晶格缺陷 色心 点缺陷分类 电子心 空穴心
不论是自色宝石，还是他色宝石，引起宝石颜色的离子都常常是过渡元素离子，特别是 第 4 周期过渡元素的 8 个过渡金属离子。
宝石矿物的着色效应主要集中在这 8 个元素的各种离子中，这些离子常被称为着色离子 或致色离子。可利用主要致色离子的光谱特征来鉴定。
过渡金属元素的特点 核外电子的共同特点是价电子依次在次外层的 d 轨道中，价电子层构型通过为 (n-1)d1~10ns1~2。8 个过渡元素的电子式为[Ar]3d1~104s1~2。8 个过渡元素的离子一般都呈现颜 色，这是因为 d 轨道上有未成对电子。如果离子中电子都已自旋配对，如 Cu+1、Cr6+等不致 色。
颜色科学基础（色度学） 1、 颜色视觉的形成条件：光源（380~780nm，对颜色影响最大的光源的相对光谱功率分布）、
物体（与光相互作用：镜面反射、规则透射、散射：漫反射与漫透射、吸收：产生颜色）、 人眼（视觉，感光细胞：杆体和锥体，杆体细胞感光灵敏度高、分辨率低，锥体细胞分 辨力好、感光低） 2、人眼的颜色视觉特点：光谱响应特征（功能同而波长不同的单色光，人眼感到明亮程 度不同，眼灵敏度与波长的依赖关系，称为光谱光视效率或视见函数。分为明视觉 光谱光视效率曲线和暗视觉光视觉光视效率曲线。） 颜色学说：三原色学说、对比色学说（四色学说）、阶段学说 3、CIE 色度系统（CIE：国际照明组织） 三原色（基色） 700nm（R） 546.1nm（G） 435.8nm（B） 匹配等能白光的（R）（G）（B）三原色的亮度比率为 1：4.5907：0.0601，辐亮度比率为 72.096：1.3791：1。 单位为【R】【G】【B】 三刺激值 任意颜色均可表示为 C【C】≡R【R】＋G【G】＋B【B】 “≡”表示视觉上颜色相同。R、G、B 分数值，可为负值。R、G、B 为三刺激值。任一色 与一组（R、G、B）对应，颜色感觉可用三刺激值表示，任意 2 色只要 R、G、B 相同，则颜 色感觉相同。 三刺激值的计算 若 2 种色的三刺激值分别为 R1、G1、B1 和 R2、G2、B2。则混合光的三刺激值为： R＝R1+R2，G＝G1+G2，B＝B1+B2。 光谱三刺激值 对应某一波长的单色光（亦称为光谱色）进行匹配，可得到一组 R、G、B 值。 对不同波长的单色光可得到各波长单色光的三刺激值。将各波长光的辐射能量都保持相 同（等能光谱），得到的三刺激值为光谱三刺激，又称颜色匹配函数。 色品坐标 在色度学中，用三原色各自在 R+G+B 总量中的相对比例来表示颜色。 三原色各自在 R+G+B 总量中的相对比例叫做色品坐标，用 r，g，b 表示。 r=R/（R+G+B）（以此类推） 复合光 CIE 色度计算方法 已知复合光的相对光谱功率分布φ (λ )，求该复合光的三刺激值（XYZ）与色品坐标（xyz）。 注：光谱三刺激值为 x(λ )，y(λ )，,z(λ ) （可分别用积分式与累加和式进行计算）
1927 年海森堡首先推导出不确定关系：⊿x·⊿px≥ /2；⊿y·⊿py≥ /2；⊿z·⊿pz≥ /2；⊿E·⊿pt≥ /2。
不确定性关系的根源是波粒二象性。 薛定谔方程
1925 年奥地利物理学家薛定谔提出了薛定谔波动方程。薛定谔议程在量子力学中的地位 和作用相当于牛顿力学经典力学中的地位与作用。
由白点到主波长点的距离 ND。Pe=NC/ND 二、传统宝石颜色成因 自色
宝石颜色是由组成宝石矿物的固有化学成分的元素而形成，称为自色。这种宝石称为自 色宝石。 他色
宝石颜色是由组成宝石矿物固有化学成分以外的少量或微量杂质元素而形成的,称为他 色。这种宝石称为他色宝石。大部分宝石都是他色宝石。 致色离子
与经典粒子完全不同！
小结 1、微观粒子都具有波粒二象性。
2、微观粒子的波动性表示为概率波，波函数表征微观粒子的运动状态。 3、波函数（概率幅）相加。 4、受束缚微观粒子的能量是量子化的，由量子数表征。最低能态为基态。 5、原子中的电子也应符合以上规律。。。 四、晶体场理论 原子轨道 氢原子 电子在静电场中运动，电子状态可用 3 个量子数表示：n，l，m 1、主量子数 n：取值 1，2，3，…（电子壳层）K,L,M,N,…与波函数径向部分有关，决定
最低。 2、 Pauli不相容原理：每个原子轨道中最多容纳两个自旋式相反的电子。在同一原子中
没有四个量子数完全相同的电子，或同一个原子中没有运动状态完全相同的电子。 3、 Hund规则：在n和l 相同的轨道上，分布电子，将尽可能得分布m 值不同的轨道，
且自旋相同。电子组态：由n，l 表示的电子排布方式。 多电子原子状态（原子光谱项）
致色离子学说的缺陷 无法解释同一种致色离子（如 Cr）在不同宝石（如红宝石、祖母绿及变石）所呈现的颜
色；无法解释蓝宝石、堇青石等的颜色成因；无法解释钻石等的颜色成因；无法解释辐射引 起的颜色成因。 散射
光束在介质中传播时，由于物质中存在的不均匀团块，部分光线偏离原方向分散传播的 现象称为光的散射。
电子能量，n≥1。用以描述原子中电子出现几率离核的远近，决定电子的层数；n 是 决定电子能量高低的重要因素。 2、轨道量子数 l：决定电子轨道角动量，l≥0，（亚层）s,p,d,f,g,… 表示原子轨道或电子 云的形状。 3、轨道磁量子数 m：轨道角动量在磁场方向的投射。取值：- l,-( l -1),-( l -2),…,0,…,(l -1), l。决定角动量在空间的给定方向上的分量的大小，即决定原子轨道或电子云在空间的 伸展方向。 氢原子中电子状态可用 n，l，m 三个量子数表示，其波函数也可表示为：ψ n,l,m 每一个波函数代表电子的一种可能的状态，每一套 n，l，m 规定了一个波函数的具体形 式，由 n，l，m 三个量子数所表征的电子波函数称为原子轨道。 电子自旋量子数 s=1/2 ，自旋磁量子数 ms=t·1/2。 对于每个 n 值对应的状态有 n2 个，这种能量相同的不同状态称为简并态，其数目称为简 并度。 核外电子排布 多电子的电子排布规律，可用惰性排布表示内层。 1、 最低能量原理：原子基态时，电子尽先分布在低能级轨道上，使整个原子系统能量
含时薛定谔方程：描述微观粒子在外力场中运动的微分方程；质量 m 的粒子在外立场中
运动，势能函数 V（r，t），薛定谔方程为
。
定态薛定谔方程：如果势场 V 不随时间变化，为薛定足叠加原理；波函数标准条件：单值、有限和连续。
定态一维情况：
实例 1：无限深方势阱中的粒子
实例 2：谐振子
散射分为：瑞利散射和拉曼散射 瑞利散射：引起光散射的不均匀团块的尺度不同，散射的规律不一样。 小粒子的散射：引起光散射的不均匀团块看为半径为 a 的球形颗粒，入射光的波长为λ ， 当 2π a/λ < 0.3 时，散射过程遵从瑞利散射定律，即散射光强与λ 4 成反比。 大粒子的散射（米氏散射）：2π a/λ 较大时，散射光强与波长的关系就不十分明显。 三、量子物理基本概念 量子力学基本定律 黑体辐射 普朗克假说 E=hv，与经典理论能量是连续的理论相矛盾。 光的二象性（光子） 光既具有波动性（干涉、衍射），又有粒子性（能量单元、粒子流）。光既不是经典意义
1924 年法国物理学家德布罗意在光的二象性的启发下，提出与其完全对称的设想，即实 物粒子（如电子、质子等）也具有波-粒二象性的假设。
实验验证了中子、质子以及原子、分子等具有波动性。 一切微观粒子都具有波粒二象性，德布罗意公式是描述微观粒子波粒二象性的基本公式。 概率波与概率幅 德国物理学家玻恩 1926 年提出，物质波描述了粒子在各处被发现的概率，即，德布罗意 波是概率波。 单个粒子出现何处是偶然事件；大量粒子的分布有确定的统计规律。 量子力学引入波函数来定量描述微观粒子的状态。波函数用ψ （x，y，z，t）表示。玻 恩假定|ψ |2=ψ ψ *就是粒子的概率密度。即在时刻 t，在点（x，y，z）附近单位体积内发 现粒子的概率。ψ 也成为概率幅。 概率幅相加，而不是概率相加。 不确定关系（测不准关系）
上的波，也不是经典意义上的粒子。P=E/c=hv/c=h/λ 康普顿-吴有训 散射（1923）
在 X 射线通过物质散射时，散射线中除有与入射线波长相同的射线外，还有比入射线波 长更大的射线，其波长的改变量与散射角θ 有关，而与入射线波长λ 和散射物质都无关。