Colore

Il colore è una proprietà molto facile da cogliere attraverso l’osservazione e rappresenta l’insieme di luci colorate che il minerale non assorbe e che raggiungono l’occhio umano. Solo alcuni minerali hanno sempre lo stesso colore, tale che la loro colorazione può essere usata come proprietà diagnostica. Ad esempio I minerali secondari del rame appaiono sempre colorati nelle tonalità del verde e del blu: la malachite è sempre verde, l’azzurrite è sempre blu scuro, la turchese azzurra. I minerali che hanno un colore proprio dovuto alla presenza di elementi cromofori come Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, nella loro composizione chimica, sono detti idiocromatici. Nella maggior parte dei casi, i minerali presentano colorazioni diverse e sono detti allocromatici. Basti pensare al quarzo che, oltre ad essere incolore quando è puro, si può presentare roseo, viola, giallo, verde, fumè o alla fluorite di cui si conoscono varietà di ogni colore. Il colore per questi minerali non è evidentemente un segno distintivo.

I diversi colori mostrati dai minerali sono dovuti a varie cause, sia chimiche che fisiche, tra le quali:

Elementi cromofori

Quando il colore dipende dall’elemento cromoforo, sia esso un elemento principale (minerali idiocromatici) o solo un impurezza (minerali allocromatici), la colorazione dipende non solo dalla natura dell’elemento cromoforo ma anche da: 

  • stato di ossidazione. Di solito, una diversa carica dello stesso elemento chimico produce un differente colore. Ad esempio, il berillo contenente Mn2+ esibisce una colorazione rosa (morganite), mentre berillo contenente Mn3+ appare rosso (berillo rosso).
Berillo rosa (morganite) che deve il suo colore alla presenza di Mn2+ (chemistry.about.com).  Berillo rosso che deve il suo colore alla presenza di  Mn3+ (www.berillorosso.it).
  • la geometria del sito nel quale è ospitato l’elemento. Drastiche differenze in colore possono verificarsi quando lo stesso elemento occupa differenti siti cristallografici. Ad esempio, il Co2+ confersisce una colorazione rosa intensa nella cobaltocalcite se in coordinazione ottaedrica e blu nei cobalto spinelli se in coordinazione tetraedrica. 
Cobaltocalcite che deve il suo colore al Co2+ in coordinazione ottaedrica (fonte foto: www.webmineralshop.com) che deve il suo colore al Co2+ in coordinazione tetraedrica (fonte foto: noospheregeologic.com)
  • tipo di anione. Ad esempio, la sfalerite verde e lo spinello blu sono colorati da Co2+ in coordinazione tetraedrica ma il Co nella sfalerite è connesso allo zolfo mentre nello spinello all’ossigeno. 

Sfalerite verde deve il suo colore al Co2+ in coordinazione tetraedrica con solfuri nella sua struttura (fonte foto: www.trinityminerals.com).

  •  tipo di legame chimico. Ci possono essere differenze in colore anche se il campione è colorato dallo stesso elemento cromoforo, nella stessa valenza e nello stesso sito cristallografico. Ad esempio, il rubino e lo smeraldo devono i loro colori così fortemente diversi al Cr3+ in coordinazione ottaedrica. La differenza di colore tra smeraldo e rubino è da ricercarsi nella natura dei legami chimici più ionici nel rubino.
    Rubino deve il suo colore rosso al Cr3+in coordinazione ottaedrica con ossigeni con cui ha dei legami ionici (fonte foto: mineralsauvage.blogspot.com). Smeraldo deve il suo colore rosso al Cr3+in coordinazione ottaedrica con ossigeni con cui ha dei legami covalenti (fonte foto: marckuck.blog.kataweb.it)

    Inoltre, alcuni colori nei minerali sono dovuti agli elettroni di valenza che si trasferiscono avanti e indietro tra ioni adiacenti. Ad esempio, il trasferimento di carica tra Fe2+ → Ti4+ determina il colore blu dello zaffiro.

Zaffiro deve il suo colore al trasferimento di carica tra Fe2+ → Ti4+ (fonte foto: www.braccialetennis.it)

 

 

Centri di colore

I centri di colore sono difetti strutturali (vacanze) che si hanno quando, nel reticolo cristallino, si trova un elettrone in eccesso o un’assenza di un elettrone (buca) che è in grado di assorbire radiazioni nella gamma visibile dello spettro. Ad esempio, il colore affumicato del quarzo fumè è attribuito alla presenza di centri di colore che si vengono a formare dopo che il quarzo viene esposto ad un fascio di radiazioni X o raggi gamma. 

Quarzo fumè, deve il suo colore alla presenza di centri di colore 

Fenomeni fisici

Alcuni minerali devono il loro colore ai fenomeni di interferenza della luce che si riflette, rifrange sulla loro struttura interna o su inclusioni. Le inclusioni possono impartire un colore ad un minerale altrimenti incolore. E’ il caso, per esempio, del quarzo che talvolta risulta colorato di verde perché ingloba piccolo quantitativi di clorite.

I risultati della diffrazione della luce all’interno del minerale si possono osservare nell’opale (opalescenza), il quale esibisce tutti i colori dello spettro a seconda dell'angolo di osservazione.

L’iridescenza è causata dalla luce diffratta e riflessa da fratture o da lamelle di essoluzione, come avviene nella labradorite, mostrando un effetto arcobaleno dal blu al verde. 

Il gatteggiamento e l’asterismo sono fenomeni ottici causati dalla dispersione della luce da parte di piccole inclusioni disposte parallelamente (nel primo caso) o secondo più direzioni (nel secondo caso). Questi fenomeni si possono osservare nel crisoberillo (varietà occhi di gatto) e nello zaffiro stellato, in cui l’asterismo è causato da inclusioni di rutilo disposte secondo tre direzioni cristallografiche a 120°.

Esempi di colori dovuti a fenomeni fisici.

Specialist News

The terra-cotta army

L'ESERCITO DI TERRACOTTA (ITA)

“Victorious warriors
win first
and then go to war,
while defeated warriors
go to war first
and then seek to win”

Sun Zu

L'esercito di terracotta
 
 
“I guerrieri vittoriosi
prima vincono
e poi vanno in guerra,
mentre i guerrieri sconfitti
prima vanno in guerra
e poi cercano di vincere”

Sun Zu