Физические свойства драгоценных камней (часть 1)

На физические свойства драгоценных камней влияет их химический состав, а также кристаллическая структура. Особое значение, в том числе и для диагностики минералов, имеют их оптические характеристики. Но и другие свойства важны и интересны, поэтому давайте рассмотрим их детальней.

Ощущение. Порой эта характеристика может рассказать о камне намного больше, чем может казаться. Некоторые минералы создают свое, неповторимое ощущение, стоит им только попасть в наши руки. Так, например, отличительной является особо скользкая поверхность топаза после полировки или же мягкая составляющая талька – так называемый мыльный камень.

Плотность – отношение массы минерала к его объему. Эта величина очень важна для диагностики, ее показатели могут достаточно точно определять, к какой разновидности относится минерал, ведь каждая имеет индивидуальный узкий интервал. Для определения плотности минерала, его взвешивают в воздухе, а потом в воде. Плотность (Р) вычисляется по формуле Р=mв(mв- mж), где mв – масса образца в воздухе, а mж – его масса в воде. Существует метод взвешиваний (часто применяется для небольших камней), когда камни взвешиваются в жидкости разных известных плотностей. Самую меньшую плотность имеет янтарь – 1,1, а самую высокую – оксид олова кассетерит (6,8-7,0).

Масса драгоценных камней выражается в общепринятой единице – метрическом карате. Метрический карат равен 200 мг. Для определения массы жемчуга используют другую единицу – гран, она равна четвертой части карата, то есть 50 мг. А для относительно больших самоцветов могут применяться грамм, пеннивейт (1,5552 г) и унция (28,3 г). Массу принято указывать до второго десятичного знака после запятой.

Алмаз - наиболее твердый драгоценный камень

Твердость. Это сопротивление минерала механическим воздействиям – царапанью, вдавливанию. Определяют этот показатель несколькими методами, которые показывают его относительную величину и имеют свою шкалу твердости. Наиболее популярным и используемым является способ оценки твердости по шкале Мооса. В этой системе оценки, как и во всех других, эталоном служит алмаз, он имеет самую высокую твердость. А основан метод на том, что более твердый минерал оставляет царапины на более мягком.

Чем выше показатель твердости, тем ценнее долговечнее и красивее камень, тем качественнее его полировка. Этот показатель часто используют в процессе диагностики минералов. Однако, нужно помнить о том, что не ко всем драгоценным камням применим такой метод определения подлинности, потому что их грани могут быть очень чувствительны к царапанью.

Твердость драгоценных камней влияет на сферы их использования: более мягкие применяют при изготовлении брошей и ожерелий, а более твердые – колец и браслетов.

Циркон обладает очень высокой твердостью, но в то же время легко крошится и раскалывается

Прочность – совокупность твердости и вязкости (сопротивление минерала раскалыванию). Существуют минералы (к примеру, циркон), которые имеют очень высокую твердость, то есть их сложно поцарапать, но в то же время они легко крошатся и раскалываются. И наоборот. Прочность, а также нечувствительность к химическим влияниям определяет срок жизни камня.

Спайность имеет прямую зависимость от внутреннего строения минерала и означает способность его кристаллов раскалываться вдоль своих кристаллографических направлений. Этот показатель обязательно необходимо брать во внимание при работе над огранкой. Спайность – один из самых важных признаков, который используется при диагностике драгоценных камней. Его обуславливает связь, которая существует между составляющими кристаллической решетки. Существует шкала, по которой определяется совершенство спайности: весьма совершенная (слюды, хлориты), совершенная (кальцит, топаз), средняя (полевые шпаты), несовершенная трудноопределимая (хризолит, апатит), весьма несовершенная - отсутствующая (корунд). Совершенная спайность может облегчить процесс огранки, но только тех камней, которые могут легко раскалываться вдоль плоскостей спайности (таких, как алмаз).

Излом – это поверхность, по которой произошел раскол (не по спайности или отдельности), не зависимо от структуры кристаллической решетки. Вид излома определяется его внешним видом и бывает раковистый, ступенчатый, неровный, занозистый, крючковатый и прочий. Данный показатель описывает поверхность, которая образуется при расколе аморфных минералов, а также иногда он является дополнительным к показателю спайности при характеристике кристаллических минералов.

Благодаря своим пьезоэлектрическим свойствам турмалины широко используются в технике

Электризация и полярность может проявляться у определенных драгоценных камней. Это свойство притягивать легчайшие предметы (например, бумагу), которое проявляется в результате нагревания или трения камня, а также его полировки. Благодаря этому эффекту некоторые драгоценные камни активно применяются в технике (например, турмалин).

Известен также так называемый обратный пьезоэлектрический эффект – увеличение или уменьшение объема камня под действием электрического напряжения.

Продолжение статьи - Физические свойства драгоценных камней (часть 2)