Рубін, сапфір, смарагд
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Основа рубіна і сапфіра – мінерал корунд. За хімічним складом він є окисом алюмінію (Al2O3), в якому міститься 53,2% алюмінію і 46,8% кисню. Питома вага його – 3,95 – 4,1. Кристали корунду мають високу твердість. Чисті кристали, без сторонніх домішок, зазвичай прозорі і безбарвні. Але корунд здебільшого забарвлений в різні кольори через присутність в ньому хромофорів. Коли в ньому присутній хром, корунд забарвлений в червоний колір і називається рубіном, коли присутні залізо і титан, корунд синій і називається сапфіром.
Найбільше цінуються рубіни криваво-червоний і кармін-червоного забарвлення. У народів Індії, Індокитаю і Бірми рубін здавна був улюбленим і священним каменем. Стародавня індійська легенда говорить, що рубіни – це краплі крові богів; там, де падали ці краплі, утворилися рубіни. Вважалося, що рубіни мають чудові властивості; хто носить рубін при собі, той «страшних і лихих снів не побачить»; хто носить рубін в персні, «той зміцнить серце своє і в людях чесний буде».
Найбільший рубін, завбільшки з куряче яйце, вагою 256 каратів, належав королю Богемії Рудольфу ІІ, пізніше він був піднесений в подарунок імператриці Катерині ІІ.
Рубін – дуже тверда речовина, і завдяки цьому він має велике застосування в техніці. З нього роблять підшипники годинників, електролічильників та інших точних приладів. Застосовуються рубіни в олівцевій промисловості для виготовлення фільєр і в металообробній промисловості під час волочіння дроту.
Особливо важливу роль придбали рубіни в техніці радіозв’язку для створення лазерів – оптичних квантових генераторів. За допомогою кристалів рубіна отримують інтенсивний і гостронаправлений пучок променів монохроматичного світла, у багато разів яскравіше, ніж промені сонячного спектра.
Сапфір має колір від блідо-блакитного до темно-синього. Кращими вважаються сапфіри василькового кольору.
Сапфір відомий з давніх часів. У Римі його вважали священним каменем. Жерці храму Юпітера носили в перснях сапфіри. Застосовується сапфір в основному в ювелірній справі.
Корінні родовища сапфірів і рубінів пов’язані з магматичними породами. Рубіни утворюються на кордоні між вапняками і породами гранітної магми, а сапфіри – в пегматитах, що складаються з граніту з домішкою польового шпату, кварцу і слюди.
Сапфіри і рубіни отримують і штучним шляхом. Для цього проколюванням алюмоамміачних квасців отримують окис алюмінію. Потім його пропускають через полум’я гримучого газу. По дорозі він розплавляється, і падає на кінчик тугоплавкої свічки, і застигає там, утворюючи кристалічну конусоподібну «бульку», що складається з дрібних кристалів корунду. Щоб з «бульки» отримати однорідний монокристал, її оплавляють, нагріваючи до більш високої температури. Якщо до окису алюмінію попередньо додати окис хрому, виходить штучний рубін, якщо окис заліза і окис титану – штучний сапфір.
Смарагд – один з найкрасивіших із зелених самоцвітів – за хімічним складом являє собою силікат алюмінію і берилію. Основа його – мінерал берил, що складається з 67% окису кремнію, 19% окису алюмінію і 14% окису берилію. Кристалізується берил у вигляді шестигранних призм. Зелене забарвлення смарагду пояснюється присутністю окису хрому.
Родовища смарагдів досить рідкісні. Найбільшою славою користуються копальні в Колумбії; відомий колумбійський смарагд величиною з страусове яйце. Смарагди зустрічаються головним чином в слюдяних сланцях, пересічених пегматитовими жилами. Народження смарагду пов’язано з геологічними катастрофами, коли гранітна магма проникає в товщу осадових порід, що містять хромітові мінерали.
Автор: Е. Вайнштейн.