红宝石是由铬元素刚玉构成的吗（是的）

一位中国摄影师曾进入缅甸佤邦地区，用自己的经验记录了一颗宝石的制作过程。它有很强的防御工事，矿工们工作很努力，通常每开采500吨矿石就可以得到一克拉宝石。摄影师称之为“血钻”，也就是说这里的每一颗宝石都是矿工们用自己的血汗甚至生命买来的。

这就是珍贵的红宝石。

宝石之后

红宝石鲜红似火焰，英文名是Ruby，来自拉丁语ruber。它的原意是红色。它象征着激情，激情和美丽而忠诚的爱。它被称为“爱情之石”。现在，西方国家也把结婚40周年称为“红宝石婚姻”，以赞美永恒的爱情。

从矿物学角度看，红宝石实际上是刚玉，其主要成分是氧化铝。刚玉是目前已知最耐用的结晶氧化铝。有时它含有微量的铁、钛或铬。它的硬度很高，仅次于金刚石。1812年，德国矿物学家莫斯首次提出了一种表示矿物硬度的标准，即莫氏硬度。以下10种矿物的硬度用1-10表示：滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石、石英、黄玉、刚玉和刚玉。这里的硬度值不是绝对硬度值，而是按硬度的顺序表示。从莫氏硬度值可以看出，金刚石的硬度为10，其次是刚玉，为9。钻石只能在它的表面涂上其他文字。正因为如此，有人这样看待红宝石：如果说钻石是“宝石之王”，那么红宝石就是“宝石之后”。

过去，一些矿工错误地认为，如果一颗暗淡的红宝石埋在地下，它最终会变成鲜红色，并认为红宝石是刚玉家族中最成熟的成员。虽然他们的理解不正确，但红宝石颜色越红，价值越高，这是事实。血红宝石最为人们所珍视，俗称“鸽子血红”。因为它的宝石比钻石更珍贵。如果它超过2克拉，它是非常珍贵的。世界上最大的“鸽子血红”也只有55克拉。在瑞士日内瓦的一场拍卖会上，一枚来自缅甸的15.97克拉的“鸽子血红”宝石以每克拉227万美元的价格成交。这是红宝石有史以来的最高单价。

现代科学研究发现，红宝石已经不像以前那样成熟和红润。这是由于刚玉中其他元素的混合。纯刚玉无色，但会含有少量的铬、铁、钛、锰、钒等，使刚玉的颜色发生变化：那些含铬的，主要是氧化铬，含量超过1%，会使刚玉呈现红色，即红宝石；含铁、钛的刚玉呈蓝色，镍多的刚玉呈黄色，锰多的刚玉呈玫瑰色。

红宝石之所以呈鲜红色，是因为它含有铬元素。在一定程度上，刚玉中铬的含量越高，其颜色越鲜艳。

铬，让宝石绚烂多彩

说起铬元素，我们并不陌生，因为我们日常使用的不锈钢菜刀、汽车零件等器皿都含有这种物质，它被称为最坚硬的金属。其表面有银光泽、高熔点、质地坚硬、耐磨、耐高温、耐腐蚀；用其制成的不锈钢不仅强度高，而且耐热性高，不易生锈，因此在冶金、化工等行业得到广泛应用。

有趣的是，铬的英文名来自希腊语，原意是“颜色”，因为许多铬化合物有不同的颜色。例如，三氧化二铬呈深绿色，重铬酸钾呈橙红色，重铬酸铵呈橙色，铬酸钠呈黄色，几乎每种铬化合物都有自己独特的颜色。铬和变色龙一样，使化学物质的世界变得五彩缤纷。

为什么铬能把无色的刚玉变成鲜红色？

在解释这一现象之前，我们需要了解两个问题：第一，宝石的颜色是什么？宝石的颜色实际上是它选择性吸收不同波长可见光的结果。当白光照在宝石上时，它吸收一部分光，反射或透射另一部分。我们眼睛所观察到的颜色实际上是反射或透射的光的颜色；被吸收的光的颜色消失了。第二个术语叫矿物同构。顾名思义，它意味着不同的物质可以表现出相同的外观。严格地说，它是指矿物晶体结构中的某一粒子（原子、离子或分子）被其他类似的粒子所取代，但矿物的结构形式不变。这种现象能否发生，不仅取决于粒子本身的性质，还取决于外界的温度、压力等物理条件。

在刚玉中，一旦外部环境条件适宜，外部铬原子（Cr3+）将以同构的形式取代部分铝原子（Al3+）。有学者对红宝石进行了光谱分析，结果表明，可见光强度最大的吸收峰出现在420nm（对应紫光波长）和550nm、570nm（对应绿光和黄绿光的波长）。虽然它也能吸收其他色带，但强度很小。因此，红宝石的颜色是紫、绿、黄三色的混合色，即以红色为主。理论上，铬原子有三个价电子，它们可以自由地改变能级。当暴露在可见光下时，电子会吸收光能，这足以保证电子能从一个基态能级跃迁到另两个基态能级。跃迁到这两个不同能级所吸收的能量分别相当于紫光和黄绿光，白光被吸收后的剩余部分形成红色，变成红宝石。

也许那些喜欢研究宝石的人会发现另一个奇怪的问题：宝石翡翠有一种明亮的绿色，这也是由铬引起的。为什么铬的存在使一颗宝石变成红色，另一颗变成绿色？事实上，这是因为在宝石翡翠中，虽然铬原子（Cr3+）以同构的形式取代了部分铝原子（Al3+），但翡翠中含有较多的铍（be2+）和硅（si4+）离子，削弱了翡翠周围的配位电场强度。也就是说，电子从一个能级到另一个能级的跃迁只需要吸收相对较少的能量这个能量对应于红光波段，也就是说红光被大量吸收，残留的混合色变成了翠绿。

它从哪里来

物以稀为贵。红宝石之所以有价值，最重要的原因是它们非常稀有。红宝石主要分布在缅甸、泰国、越南、印度和中国。红宝石有一个“姊妹”蓝宝石，它们具有相同的物理性质、化学成分、晶体结构，并且通常共存于一起。

红宝石是明亮的红色，像火焰一样容易辨认，但蓝宝石不容易区分，因为不是所有的蓝宝石都是蓝色的。几个世纪以来，蓝宝石的定义一直存在分歧。目前，国际上普遍认为，红宝石是红色的，因为它含有铬；除红宝石外，蓝宝石被称为蓝宝石。因此，蓝宝石的颜色可以是蓝色、蓝绿色、绿色、黄色、紫色、黑色、灰色，甚至无色。随着刚玉中铬含量的增加，蓝宝石的粉红色会逐渐加深，并逐渐过渡到红宝石色。

红宝石主要来源于砂矿，风化作用使各种原生红宝石富集。主要成因与火山活动有关。原生刚玉晶体的开采难度很大。通常，砂矿是用手洗出来选的。

随着科学技术的发展，红宝石可以手工制造，但人工制品仅在工业上得到广泛应用。这种人造矿物具有很高的硬度，常用于制造钟表轴承或激光发生器。