Шпинелидами называют обычно соединения общей формулы MeR2O4, кристаллизующиеся в изометрической системе. Здесь Me и R соответственно двух- и трехвалентные катионы; таким образом, шпинелид в указанном понимании есть соединение двух окислов — Ме++0 и R2+++03.
В качестве двухвалентных катионов в этих соединениях чаще всего фигурируют Сu, Be, Mg, Са, Sr, Ва, Zn, Cd, Pb, Mn, Fe, Co, Ni. Трехвалентный катион обычно представлен Al, Сr, Mn, Fe. Реже используют Ga, In, La, V, Sb, Rh и др.
Для шпинелидов характерна кристаллическая решетка кубической системы, изученная первоначально у так называемой благородной шпинели MgAl204. Это — гранецентрированная (вероятно, атомно-ионная) решетка с восемью молекулами в элементарной ячейке.
Однако не все соединения, которые по всей формуле (MeR2O4) и свойствам должны быть отнесены к шпинелидам, кристаллизуются в кубической системе.
Основой пространственной решетки шпинелей является кубически плотная гранецентрированная упаковка отрицательных кислородных ионов, между которыми образуются два вида промежутков: октаэдрические, каждый из которых ограничен шестью кислородными ионами, и тетраэдрические, ограниченные четырьмя кислородными анионами. На рис. 130 изображено внутрикристаллическое строение шпинелей.
Отличие природной шпинели от синтетической
В зависимости от характера распределения катионов по межкислородным промежуткам существует два структурных типа шпинелей: «прямая» и «обратная» структура. Прямой считается такая структура, когда в октаэдрических промежутках находятся катионы одного металла с одинаковыми зарядами. К ним относятся MgAl2O4, ZnAl2O4, MgV2O4 и др.
Признаком обратной структуры является наличие в октаэдрических промежутках катионов разных металлов или катионов одного металла с разными зарядами.. К этому типу относятся MgFe2O4, MgCa2O4.
Прямая и обратная шпинельные структуры являются крайними случаями, между которыми можно ожидать постепенного перехода. Степень обращенности структуры х, определяемая количеством ионов трехвалентного катиона в тетраэдрических положениях, для прямых шпинелей равна нулю, для обратных — составляет единицу. Как установлено на примере различных ферритов, а также в случае шпинели NiAl204, степень обращенности (или распределение катионов по межкислородным промежуткам) является функцией температуры и при высоких ее значениях величина х не равна строго нулю или единице.
ВеАl204 (хризоберилл) и СаСr2O4 имеют ромбическую, a SrAl204— тетрагональную решетку.
В то же время ряд соединений типа Mel+R4+04 или иначе 2Ме++0-R++++02, например Mg2Ti04, кристаллизуется в решетку шпинели и потому может быть отнесен к шпинелидам (в этой группе соединений в качестве двухвалентных катионов могут фигурировать Со, Fe, Mg, Zn и др. и в качестве четырехвалентных — Ti и Sn).
В связи с этим к шпинелидам целесообразно относить кристаллизующиеся в изометрической системе соединения типа как MeO-R2O3, так и 2MeO*R02. Этого принципа мы и придерживаемся в дальнейшем, различая среди шпинелидов: а) собственно шпинели, имеющие формулу MeO-R2O3 и кубическую решетку, и б) некоторые другие соединения.
Источник: himikatus.ru
Как отличить натуральную шпинель от подделки
В ювелирном деле широко применяют синтетическое сырье, вместо натуральной шпинели можно приобрести подделку. Кристаллы, эффектные друзы выращивают по разным технологиям. Некоторые образцы красного цвета настолько хороши, что под видом драгоценных камней их продают на престижных аукционах.
Как подделывают шпинель
Визуально синтетические кристаллы высокого качества идентичны природным, поэтому внешние характеристики не помогут отличить натуральную шпинель от подделки. Только вооружившись микроскопом и определенным набором знаний, можно определить происхождение ювелирного камня.
Проще понять, что перед тобой подделка, когда вставка – имитация:
- цветное стекло;
- триплеты, дуплеты (натуральный камень + стекло);
- фианит со схожими оптическими свойствами.
Выращенный в лабораторных условиях кристалл внешне идентичен природному. Фирмы, производящие синтетическое сырье, используют дорогостоящие технологии, позаимствованные у природы.
Бесцветные, зеленовато-желтые, светло-голубые образцы выращивают из расплава:
- газопламенным методом Вернейля;
- по тигельной технологии Чохральского.
Красивые красные самоцветы, которые выдают за «королевскую бирманскую» шпинель, кристаллизируют из раствора в расплаве флюсовым методом. В ювелирном деле широко применяют цветную шпинель, имитирующую другие минералы (александрит, турмалин, циркон, аквамарин, рубин). Для получения нужного цвета в шихту добавляют хромофоры (Cu, Co, Fe, Mn, Cr).
Натуральная шпинель или подделка: как отличить
Чаще всего подделки приобретают, путешествуя по Южной Америке и Азии: торговцы сбывают туристам кольца, серьги с эффектными составными вставками. Выдают за натуральный камень дуплеты, триплеты, неоправданно завышают цену.
Второй распространенный вариант обмана – кольца, серьги, браслеты и колье с синтезированными самоцветами. Правда такие изделия считают подделкой только в тех случаях, когда в описании товара не указано происхождение вставки.
Показатель преломления
Есть несколько диагностических признаков, которые помогают отличить подделку. Первый − показатель преломления. У благородной шпинели ювелирного качества он находится в диапазоне 1,712-1,716 и зависит от окраски.
У самоцветов, выращенных методом Вернейля, этот показатель выше – 1,73, что облегчает диагностику. Образцы, полученные флюсовым методом, по показателю преломления не выявишь, он как у натуральных камней – 1,716.
У лабораторных и природных кристаллов отсутствует двупреломление
Внутренние микровключения
Вторым диагностическим признаком являются внутренние микровключения. По ним определяют не только происхождение, но и месторождение. В природных самоцветах Шри-Ланки содержатся включения бадделеита, титанита и циркона. В ювелирном сырье из Бирмы – оливин, апатит, доломит и кальцит.
У синтезированных кристаллов включения другие, под микроскопом можно увидеть:
- пузырьки газа;
- материал тигля;
- нерасплавленное исходное вещество;
- флюс.
Ювелирное сырье, выращенное флюсовым методом, диагностировать трудно, а в домашних условиях просто невозможно. Отличить фальсификацию способен только профессионал. В любом крупном городе есть организации, которые проводят геммологическую экспертизу, выдают сертификат соответствия или экспертное заключение.
Камни ювелирного качеств добывают на Мадагаскаре, во Вьетнаме, Мьянме и Шри Ланке. В чистых кристаллах отсутствуют видимые дефекты. Рассмотреть включения можно через лупу или микроскоп. Их наличие и определенная форма подтверждают естественное происхождение.
Из видео можно узнать, как определить месторождение шпинели по форме включений:
Источник: uvelirnoedelo.ru
Как отличить настоящую шпинель от подделки
Уникальный и редкий натуральный кристалл красная шпинель частично относится к группе драгоценных камней. Это самоцвет из класса окислов и гидроокислов. В его состав входят алюминий и оксид магния. Из-за своих свойств, шпинель очень ценится у ювелиров.
Источник фото: etsy.com
Физико-химические характеристики
Химическая формула шпинели MgAl2O4. Камень натурального происхождения почти никогда не достигает крупных размеров. Но, история знает и несколько исключений.
Шпинель в чистом первозданном виде абсолютно прозрачна, у нее нет вкраплений и цветовой окраски. Это редкая находка в природе. Кровавому окрасу минерал обязан наличию ионов хрома.
Твердость кристалла по общепринятой международной шкале Мооса равна 8, что говорит о высоких показателях прочности. От алмаза она отстает всего на две единицы.
Кристальный блеск этого минерала, эстетичный внешний вид и другие свойства шпинели делают ее желанной в ювелирном мире.
Источник фото: discovered.us
Стоимость и сфера применения
Шпинель – минерал, идеально подходящий для изготовления ювелирных украшений. Большинство из них идут на колье и перстни. Ценится камень высоко. Украшения из редкого уникального материала варьируют по стоимости от 25 до 300 долларов за один карат.
Такой широкий разброс обусловлен тем, что камень имеет широкую классификацию по видам. Самый недорогой – это серо-синий. Наиболее дорогостоящий — это розовый и небесно-голубой.
Опыты по выведению искусственной шпинели очень быстро дали положительный результат. Поэтому сегодня успешно минерал выращивают в лабораторных условиях. Наношпинель применяют не для эстетики, а в производственных целях. В частности, искусственный кристалл является основой для изготовления диэлектрического сырья.
Источник фото: valltasy.com
Оригинал и подделка
В силу того, что отыскать шпинель в ее натуральном виде очень непросто, на рынке появляется множество имитаций благородного самоцвета. К сожалению, на глаз отличить оригинал от удешевленной копии невозможно. Для этого необходим профессиональный взгляд.
Признак того, что вам пытаются продать ненастоящую шпинель – низкая цена. Минерал в оригинале никогда не продают менее, чем 20 долларов за карат.
Особенно, если камень жизнерадостного и сочного цвета. Отличить настоящую шпинель от фальшивки способен только ювелир высокой квалификации или стоимость рассматриваемого украшения.
Источник фото: susanjaques.com
Занимательные факты о минерале
Алмазный фонд России в арсенале содержит уникальную шпинель насыщенного бордового оттенка. Именно она красовалась на короне императрицы Екатерины и все это время по ошибке считалась рубином.
Отличительная особенность шпинели – это относительно небольшие размеры. Максимальный вес кристалла составляет 5 кг. Рекордно большой экземпляр (520 карат) хранит Британский музей Естественной истории.
Самые дорогостоящие камни, ранее принадлежавшие арабскому шейху, хранятся в Тегеране. Их масса составляет 225 и 500 карат. В Лувре находится редчайший образец красной шпинели, в точности дублирующая рубин.
Источник: dzen.ru