Co způsobuje barvu minerálů (4) - klamání tělem a přibarvování reality

Poslední část malého blogového seriálu o tom, proč jsou vlastně horniny barevné a proč je zbarvení minerálů podobné chování třídy plné dětí.

Zbarvení minerálů spojené s přenosem náboje

Tento velice efektní jev je spojen s opravdovým dramatem. Pozorujeme ho tam, kde se setkávají silná okysličovadla a silná redukční činidla. To znamená, že se tu efektní kationt setkává zpravidla s anionty kyslíku.

Chrom má v takových případech oxidační stupeň +6 (a ne +3 jako v minulých případech), železo je v podobě oxidovaného iontu Fe3+ a například mangan v hypermanganu má oxidační stupeň dokonce až +7. Právě tento přenos náboje od jednoho atomu ke druhému má na svědomí intenzivní fialovou barvu hypermanganu (KMnO4).

Tento způsob vzniku barvy minerálu způsobuje ale také typickou hnědou barvu sloučenin železa, kterou znají umělci, pracující s hematitem.

Zbarvení, které vzniká defekty krystalů

Jako příklad takového zabarvení, které vzniká doslova díky klamání tělem, může posloužit zabarvení krystalu kuchyňské soli. Zatímco je krystal, který je v perfektním stavu, bezbarvý, zbarvuje se krystal, ve kterém se některé ionty oproti svému správnému místu trochu posunuly, určitou barvou. Zpravidla je to způsobeno příměsemi radioaktivních chemických prvků, které vyzařují některý druh ionizujícího záření. Jedlá sůl se pak například barví modrou barvou.

To se děje v poměrně volně seskupených krystalech, kde se jednotlivé komponenty mohou dobře přemísťovat a někdy doslova kočovat po krystalu. Příkladem pro přirozenou změnu barvy, spojenou s defekty krystalu v místech, kde se nacházejí anionty, je minerál Lapis lazuli.

_{Obrázek: Pixabay. Zdroj: https://pixabay.com/de/photos/lapislazuli-mineral-blau-schmuck-261309/, licence CCO}

To je minerál, který se už od středověku používá jako malířská barva. Anionty v krystalické mřížce tohoto minerálu ztrácí některé elektrony, které po sobě zanechávají volný prostor. Při kompenzaci tohoto jevu je pohlcována červená část elektromagnetického spektra, což vyvolává vjem jasné modré barvy.

Přibarvování reality

Některé minerály se dají dokonce uměle přibarvovat. I tady se najde analogie s třídou plnou studentů. Některé studentky využívají podobný efekt. Minerály to samozřejmě (na rozdíl od studentek) nedělají dobrovolně.

Jako příklad poslouží topazy. Většinou jsou příliš bledé. To se dá korigovat pomocí ionizujícího záření. Záření vyvolá v krystalu různé defekty, které pak propůjčují minerálu sytější a intenzivnější barvu.

Moderní úprava minerálů využívá mimochodem i opačný efekt, který se většinou provádí zahříváním. Úprava probíhá v několika fázích. Nejprve se kámen zahřívá, pak se teplota (nutná k vytvoření efektů) nějakou dobu udržuje a poté se kameny chladí. Proces je někdy nutné provádět za podtlaku nebo přetlaku, v oxidační nebo naopak redukční atmosféře.

Ostatně podobné aktivity vyvíjeli už naši předkové. Už v 19. století bylo známo, že zahříváním se z kamenů dá odstranit zakalení.

Kameny jsou vlastně jako lidé. Šminky na obličeji a zesvětlení vlasů, nic lidského jim není cizí. Tím končí můj malý seriál o tom, jak vzniká v přírodě barva minerálů. Barvám se budu věnovat i v budoucnosti. Možná vás bude zajímat, jakými barvami dnes malíři mohou malovat své obrazy.