刚玉|堪比金刚石的红宝石，是什么元素让它看起来那么红( 二 )

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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。

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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。
【刚玉|堪比金刚石的红宝石，是什么元素让它看起来那么红】

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