绿松石呈色的晶体场理论计算

绿松石中Cu^2 电子组态为3d^9,为中心对称配位八面体，配位体为4个OH^-和2个H2O，在晶体场作用下，五重简并的d轨道分裂为5个能量不同的轨道，dx^2-y^2为基态，其余为激发态，依跃迁选律．从基态到四个激发态的跃迁为自旋允许跃迁，从而形成了铜离子吸收光谱的4条谱带。前人对绿松石中Cu^2 晶体场势能计算时，个别系数有误，笔者进行了修改，并补充了部分角度函数的积分值，从而使结果得到了改进，计算谱带位置与实测可见光吸收光谱谱带位置十分接近。在进行晶体场势能计算时，角度函数积分值是非常重要的，以往的资料只是直接给出了部分积分值，这在计算低对称配位八面体晶体场势能时是不够的，这次重新计算了所有可能的角度函数积分值，对各种对称下配位八面体晶体场能量的计算提供了可能。     

绿松石颜色指数分析

绿松石是一种由含铜、铝和水的磷酸盐矿物(CuAl6[PO4]4(OH)8·4H2O)组成的天然玉石原料。从石器时代到现在,绿松石已有6000～7000年的昌盛历史,特别是穆斯林国家,把它作为吉祥、辟邪的象征,相传古代由土耳其传往欧洲,又被称为"土耳其玉"。另外,绿松石还可做装饰品、雕刻材料等。世界上出产绿松石的国家主要有中国、美国、前苏联、埃及和伊朗等。中国绿松石矿早已驰名中外,主要分布在东秦岭,尤其集中在陕西与湖北交界的武当山隆起西南缘。绿松石最大的特点是它的颜色从天蓝到绿色醒目而明媚。随着自然科学的发展,对颜色的认识不断加深,从定性到定量颜色指数可以准确地描述颜色特征,笔者利用色度学原理,通过反射率测定,首次把金属矿物颜色指数分析方法应用于绿松石,分析了4个不同颜色绿松石的颜色指数,成功地实现了绿松石颜色的定量表示。     

中心对称矿物中CU2+六配位的晶场势能和微扰矩阵元计算

对于离子型或以离子键为主的晶体，其光学和磁学性质可用晶体场理论解释。通过晶场微扰矩阵元的计算，可定量地确定晶场光谱谱带位置。以往资料无矩阵元的计算过程，只是给出了部分积分结果，这不利于在任何对称情况下晶场微扰矩阵元的计算。推导了中心对称矿物的晶场势能算符，计算了积分值，得出了矩阵元以系数Aλx,r^2和r^4的表达式。并以绿松石的结构数据为基础，计算了Cu^2＋的晶场微扰矩阵元表达式中的系数Aλx,从而计算了各矩阵元，通过对称矩阵的对角化，最终求得绿松石中Cu^2＋d轨道能量和晶体场谱带位置计算值。与实验资料对比，符合较好。因此，用晶体场理论和实验资料相结合可定量地阐明具离子键晶体的呈色机制。     

锌绿松石矿物学研究

锌绿松石是很少见的矿物，目前已知仅美国内华达州有产出。报道的锌绿松石样品采于湖北郧县云盖寺锌绿松石的杨柿沟矿点。经电子探针分析、X射线粉晶衍射分析和差热分析研究，样品为含铜锌绿松石。这在我国属首次发现。     

绿松石呈色机理初探

矿物的成分、结构和键型是复杂的,所以引起矿物颜色变化的因素也是复杂的：一种矿物的颜色往往是多种呈色机制的总效应。绿松石是一种白色玉石,即它的颜色是由自身的成分和结构决定的。电子探针分析了不同颜色的绿松石的化学成分,从实验结果看出,绿松石的颜色主要由Cu^2 、Fe^3 离子决定,Cu^2 离子对绿松石的基色——天蓝色起有益作用,而Fe^3 起相反作用,二者含量多少决定了色调的变化特点。这与用晶体场理论和光谱实验观测解释的呈色机制是一致的。差热分析和热分析结果认为,吸附水和结晶水的存在对绿松石的颜色有一定影响：吸附水含量较高的样品,其颜色较深;当样品经300℃灼烧后(绿松石失去部分或全部结晶水),其颜色发生明显变化,由蓝变为黄绿。