水热法及其合成宝石的鉴定(3)

合成红色绿柱石与天然红色绿柱石明显不同，为典型的钴（Co）谱，即530-590之间几

个模糊到清晰的吸收带（400nm以下宽的吸收，以530nm为中心的中等强度的较窄的吸收带。545nm和560处2个强的窄带，570nm和590nm处2个弱的窄带）。而天然红色绿柱石450以下和540-580之间的宽的吸收。 10．红外光谱

红外光谱自1967年起就开始用于天然及合成祖母绿的鉴别了，尤其对那些内部十分干净、找不到特征生长痕迹的宝石是十分有效且无损的鉴定手段。一般说来这种方法是基于祖母绿中两种类型水分子( I 型水， II 型水)的有无来进行鉴别的。

祖母绿的内部为硅氧四面体组成的六方环垂直c轴平行排列，上下两个环错动25，环与环之间由Al-O6八面体及Be-O4 四面体连结，铝配位体数为6，铍配位体为4，均分布在环的外侧，所以在环中心平行于C轴有宽阔的孔道，通道内允许容纳钾离子（K ），钠离子（Na ），铯离子（Se ）和水分子等大半径离子。当占优势的水的对称轴垂直结构的C轴,具有平行与C轴的H-H向量时，我们称之为 I 型水，当通道内有碱金属离子的进入时，那么水分子将受到碱金属离子的静电作用旋转90,使对称轴平行C轴,而形成 II 型水（图7-11）。

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图7-13 祖母绿中水的类型

祖母绿中水的类型不同导致不同的红外吸收峰。 I 型水、 II 型水的伸缩振动引起3500—3800CM左右吸收峰,弯曲振动引起1500—1650C M吸收峰，而水的合频振动所致的吸收峰位于5000---5600CM。详见下表。

表7-2 祖母绿中水的振动谱学特征

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基团类型 伸缩振动 对称CM-1 I 型水 II 型水 3555 3600 振 动 类 型 弯曲振动CM-1 反对称CM-1 3670 3655 1543，1595 1630 5450，5200 5270 合频振动CM-1 水热法合成祖母绿的早期产品主要含 I 型水，不含 II 型水，后来通过改进工艺使新的产品既含 I 型水又含 I I 型水，但仍以 I 型水偏多，证明一般碱含量较低。而天然祖母绿中的较高。不同产地的天然及不同厂家的合成祖母绿 I 型水、 II 型水分子的吸收峰相对强度差异也很明显。近几年的水热法合成祖母绿产品的红外光谱一般都可见 I 型水和 II 型水的吸收峰，而天然祖母绿既含 I 型水又含 II 型水，但 II 型水较多。

图 7-14 水热法合成祖母绿的红外光谱图

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图 7-15 天然祖母绿的红外光谱图

(点击链接放大图片)

水晶中含有水，H2O在红外光谱中3200cm—3600cm的区间内显示伸缩振动谱带，在1500cm

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—1700cm的区间内显示弯曲振动的谱带，以及在5200cm的伸缩振动与弯曲振动的合频谱带。天然无色水晶以3595 cm和3484 cm为特征吸收，而合成水晶则缺失这两个吸收带，而以3585 cm或5200 cm为特征吸收。合成紫晶具有明显的3545谱带，而天然紫晶中这一谱大明显较弱。与天然烟晶相比，合成烟晶缺失3595 cm和3484 cm的吸收。

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