Co způsobuje barvu minerálů (2) - proč jsou vlastně děti zlobivé?

V tomto díle blogového seriálu o barvě minerálů se dozvíte, kdo nebo co způsobuje tzv. alochromatismus, idiochromatismus a pseudochromatismus. (délka blogu 4 min.)

Z předchozího blogu

Barva minerálů je způsobena částečnou absorpcí některých vlnových délek bílého světla. Pozorovaná barva je pak součtem barvy právě těch vlnových délek světla, které jsou nejméně absorbovány.

(Viditelná) barva zároveň závisí na spektrálním složení osvětlení. Při běžném zjednodušení počítáme s bílým slunečním světlem. Existují mimochodem i minerály, které mají výrazně odlišné barvy v závislosti na typu dopadajícího světla. Patří k nim například Alexandrity.

V minulém blogu jsem přirovnala způsob, jakým získávají minerály svou barvu, zlobení dětí ve školní třídě. Přitom existuje hned několik druhů zlobení, kterým se mohou minerály zabarvit. Mohou mít vlastní barvu (idiochromatismus), mohou se barvit cizími vlivy (alochromatismus) nebo se mohou barvit jen naoko (pseudochromatismus).

Proto je určování druhu minerálu podle jeho barvy někdy zavádějící a nevede k přesným výsledkům. Největší skupinou barevných minerálů jsou přitom ty, které vlastně vůbec barevné nejsou - za normálních podmínek.

Alochromatismus - zlobivý žák ve třídě plné hodných dětí

Dokonce i alochromatismus je jev, který se dá vysvětlit pomocí školní třídy. Představte si následující situaci: ve škole jsou dvě třídy, které pojedou na školní výlet. Na výlet se vydá nejprve 4.A. Zlobiví žáci z této třídy přitom na výlet nesmí. Budou se v té době učit ve 4.B.

Je zřejmé, že vyučování ve třídě 4.B neproběhne zrovna hladce. Zlobiví žáci budou šeptat, házet po třídě papírky a při odchodu na přestávku nezapomenou převrhnout stojan s houbami.

Alochromatické minerály jsou vlastně úplně hodné - bezbarvé. Mají v sobě ale malé inkluze, které nejsou vidět pouhým okem. Dají se ale rozeznat pod mikroskopem. Minerál pak vykazuje výsledný barevný dojem (dojem neuklizené třídy).

Alochromatismus se vyskytuje logicky u jinak bezbarvých minerálů jako diamant, korund, křemen, topaz, apod. Příměsi jsou tu v tak malé koncentraci, že se nezapisují do chemického vzorce minerálu. Může se jednat například o stopové koncentrace oxidů kovů. Chrom může barvit různé minerály na zeleno nebo červeně, titan a železo je barví modře. Uran a železo barví minerály žlutě, mangan a kobalt růžově a měď modře.

Pokud se na alochromaticky zbarvených minerálech udělá vryp, je tento vryp bílý. Stejně tak je bílý materiál, který se z kamene uvolní otěrem.

Alochromatické minerály se tedy nedají použít jako pigmenty například v barvách na malování. Pokud jsou rozmělněny, ztrácejí své barvicí schopnosti.

Idiochromatismus - třída plná zlobivých dětí

Idiochromatické látky jsou zbarveny stejným způsobem. Rozdíl oproti alochromatickým minerálům spočívá v tom, že ve výše zmiňovaných se barvící prvky vyskytují pouze ve stopovém množstvích, takže nemusí být uvedeny v chemickém vzorci. V idiochromatických minerálech se barvící složka vyskytuje tak často, že se ve vzorci uvádět musí.

Příkladem může být trojmocný chrom (Cr3+), který v korundu nahrazuje malé množství kationtů hliníku (Al3+). Díky tomu se korund stává rubínem.

Pseudochromatismus - třída, která je vlastně hodná a za to rozbité okno vůbec nemůže

Třetí skupinu barevných minerálů tvoří pseudochromatické látky, které za svou barvu vděčí optickým efektům, například interferenci v tenkých vrstvách.

Jejich zabarvení je tedy způsobeno fyzikálními vlivy. Tenké vrstvy materiálů často hrají všemi barvami duhy - pokud mají nestejnoměrnou tloušťku. Jiným důvodem může být nestejnoměrný index lomu světla v různých částech minerálu. Na opálech navíc pozorujeme interference například kvůli malým globulím hydratovaného materiálu uvnitř minerálu. Ty jsou přitom různě velké - ale vždy dostatečně velké na to, aby s nimi reagovaly vlnové délky viditelného světla.

^{Příště: Co způsobuje barvu minerálů (3) - co nutí děti zlobit?}