結晶構造とコランダムの仲間
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/02/28 07:11 UTC 版)
「コランダム」の記事における「結晶構造とコランダムの仲間」の解説
結晶格子中のイオン半径は、アルミニウムが68pm、酸素が126pmである。AlとOの位置は共に歪んでいるので図2にはならない。しかし、3つのO2-が作る窪みにAl3+イオンが座り（＝Alを中心、Oを頂点とした6配位八面体を形成し）、窪みの1/3は規則的に空いているという点では正しい。この層を積み重ねてコランダム結晶の模型を組むことができ、積むときは、黒球が座っていない下層の窪みに上の層の白球が座るようにする（図2のa）。そうするとアルミニウムの黒球は、下の層の窪みと上の層の窪みとの間におさまる（図2のb）。 図2は六方晶的に描いてあるが、この結晶は菱面体晶にも描け、結晶構造は、対称性にまさる後者で記述される。 酸化アルミニウムの結晶はアルミナともいう。アルミナにはいろいろな結晶構造のものがあり、図2の構造のアルミナは、αアルミナである。 酸化クロムの結晶はコランダムと相似で、図2の黒球のAl3+は、Cr3+と入れ替わることができる。微量のCr3+が入れ替わるとコランダムはピンクになり、2％くらい入れ替わると全くのルビー色になる。これが、ルビーである。 Cr3+でなくFe3+などが入ると青色になり、これが、サファイアである。ただし、人造単結晶（後記）では、ルビー色でないコランダムを、無色透明のものも含め、サファイアと総称することがある。 ボーキサイトをアーク炉で融解し精製して作る褐色溶融アルミナ（後記）が、黒褐色不透明なのは、Tiイオン、MgイオンがAlイオンの場所のところどころにあることによる。 なお、加熱加工された内容物の少ない白色系コランダムをギューダ (geuda) ともいい、淡灰、淡黄、淡青、無色があり、七段を経て美しい色味の青になるのだが、石の質により、どの温度が最高の色になるのかは様々。
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