ルビーはほとんどアルミニウム？【宝石の話】

おはよーございます。

小学校で教えています。

しりとりで「”る”攻め」をされると

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ついつい言っちゃうルビー

宝石として非常に有名ですが

何で出来ているかご存知でしょうか？

ダイヤモンドは炭素から出来ているのは

有名かも知れません。

今日はそんなルビーについて

書いてみます。

１．ルビーの原石

これはコランダムという鉱物で、酸化アルミニウムの結晶です。

コランダムは酸素原子とアルミニウム原子が結晶構造を

つくっています。

こちらを磨くと無色透明になります。

https://horimineralogy.com/SHOP/20121.html

その中でも一部のアルミニウム原子が

クロム原子に置き換わったものがルビーとなります。

ルビーの原石

マグロの赤身か？

一部だけ置き換わる

というのが実に難儀です。

その比率が１％以下でないとダメなんです。

クロム原子が２％、３％と入り込むとどんどん黒っぽく

なっていき、価値は激減します。

この微妙なバランスによって美しいルビーが産まれるのです。

２．ルビーの親族

ピンクサファイアをご存知でしょうか？

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これは先ほどのクロム原子に置き換わる比率が

0.1％ほどの時に、このような色になります。

また、こちらのサファイアもコランダムの一種です。

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これは、アルミニウム原子の一部が鉄原子に置き換わったものです。

なので、ルビーと境遇がほとんど同じですね。

http://www2.city.kurashiki.okayama.jp/musnat/geology/mineral-rock-sirabekata/mineral44/mineral-color/mineral-color3.html

サファイア＝青　のイメージがありますが

グリーンサファイアなどもあります。

コランダムから派生する鉱物の中でも

ルビー以外を〇〇サファイアと呼ばれています。

３．ルビーの赤色

ルビーは非常に特殊な性質を持ちます。

普段はもちろん赤色なのですが、緑色の光を当てても

赤く光ります。

緑単色光（レーザー; λ=532nm）

これは３価のクロムイオンの性質によるものですが、

原理がべらぼうに難しいので論文のリンクを貼っておきます。

Red Ruby | Causes of Color

４．まとめ

酸化アルミニウムの分子量が１０２です。

アルミニウム原子の占める質量比はおよそ５０％になりますから、

ルビーの半分はアルミニウムと言えるでしょう。

まあそれ言いだしたらダイヤモンドはほとんど黒鉛という理屈になりますが。

ありがとーございました。