: → angthong:我曾問過地科的朋友 那些有色的離子是怎麼鍵結在晶體中 01/19 20:09 : → angthong:他回答我說:就像是卡在場邊網子上頭的網球一樣 01/19 20:10 : 推 yanis:我記得是卡再晶格中間啦...orz...不過那是好久以前的東西了 01/19 20:12 樓上說的差不多接近正解，紫水晶的顏色來自於內部的晶格缺陷，一般我們都用色心 (Color center)來稱呼這種致色因素，網路上有篇行政院國家科學委員會的文章裡面對 於各種水晶的致色原因寫的很詳細，直接把裡面跟紫水晶有關的部分貼過來給大家參考。 原文網址：http://web1.nsc.gov.tw/ctpda.aspx?xItem=10254&ctNode=76&mp=8 紫水晶 水晶原本是無色透明的石英結晶，不過在天然水晶形成的過程中，由於天然環境條件比 實驗室人工晶體培育時的化學條件複雜得多，常會有一些雜質進入水晶結構中。水晶原 是二氧化矽以矽氧四面體（SiO4 ）為基本單元的結晶，每一個正四價的矽離子（Si4+） 和 4 個負二價的氧離子（O2?）鍵結組成一個矽氧四面體，矽氧四面體之間以共用氧離 子的關係相連形成水晶的結構。 如果在石英晶體的生長過程中，有鐵元素進入水晶的結構中，也就是有正三價的鐵離子 （Fe3+）取代 Si4+ 離子時，由於鐵離子比矽離子少了一個正價，因此 Fe3+－O2? 之間 的吸引力（鍵結能力或鍵結強度）小於 Si4+－O2? 之間的吸引力。如果又正好有外來助 緣，比如說天然輻射線存在而照射到這個水晶時，和鐵雜質鍵結的氧離子外圍的電子， 便有機會在外來輻射能量的助力下逃脫鐵－氧的引力場。 少了一個電子的氧離子，也就是形成一個電洞（electron hole）的氧離子，由於外圍電 子軌域中只剩下一個未配對的電子會吸收長波可見光而成為激態，呈現出紫光、藍光波 段的短波可見光，而成為紫水晶（amethyst）。由於逸脫的電子不會跑得很遠，多半仍 停留在附近，因此紫水晶若經過太陽光長久照射或加熱之後，部分逃脫的電子會回到原 來的電洞位置，造成紫水晶的紫色色調變淡。這就是我們常說的，佩戴紫水晶飾品時不 宜做日光浴的主要原因。 目前人工合成紫水晶的方法，是在培育石英晶體時加入少量鐵離子（比如用 FeCl3）， 生成含微量鐵雜質的水晶。這時尚不會有紫色出現，必須使用Ｘ射線或 γ 射線照射方 能產生紫色的水晶。自然界的輻射劑量雖然很低，但是由於經過千百萬年的地質時間累 積，一樣可以形成美麗動人的天然紫水晶。火成岩體內包含許多放射性元素，像是鈾、 釷、鐳、銣、鍶、乃至於鉀，都是天然輻射線的重要來源。 -- 水晶‧寶石‧礦物 - Crystal - --

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