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首页祖母绿中水的红外光谱特性对比研究:鉴别关键
本文主要探讨了"祖母绿的红外光谱特征研究",发表于2003年的《长安大学学报(地球科学版)》第25卷第2期。作者梁婷通过采用中红外和近红外光谱技术,对中国云南和哥伦比亚产出的祖母绿样本中的水进行了深入研究。研究结果显示,祖母绿中存在两种类型的水,即I型水和Ⅱ型水。这两种水的弯曲振动和伸缩振动的频率和强度存在显著差异,其中Ⅱ型水的振动频率和强度高于I型水。这种特性对于鉴别祖母绿的纯度和内部结构提供了重要的依据。 红外光谱在宝石学中扮演着关键角色,因为它揭示了宝石内部化学键和结构信息。祖母绿作为一种绿柱石,其六方晶系结构中的水分子主要分布在2a位置的环间通道中,且有两种类型的水分子分布。通过对祖母绿中水的红外光谱特征分析,可以区分不同类型水分子对光的吸收特性,进而帮助确定宝石的产地、品质和可能的处理历史。 研究方法上,作者利用专业的红外光谱仪和紫外-可见-近红外分光光度计,对不同波长的光线与祖母绿的相互作用进行了细致测量。这项工作不仅有助于宝石鉴定专家精确地识别祖母绿,也扩展了我们对宝石内部水含量和结构影响的认识,为宝石学领域的科学研究提供了有价值的数据支持。 这篇文章深入探讨了红外光谱在祖母绿研究中的应用,尤其是在鉴别其内部水态和结构方面的重要性,为宝石学领域的研究者提供了新的分析工具和技术手段。
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第
25
卷第
2
期
2003
年
6
月
长安大学学报(地球科学版)
Vol.
25
No.
2
Jun. 2 0 0 3 Journal of Chan'an University (Earth
Sc
ience Edition)
捆田缉回红宝
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提醒括
f
iE田野
辱感
(长安大学成矿作用及其动力学国土资源部开放研究实验室,长安大学地球科学与国土资源学院,陕西西安
710054)
[摘要]
采用中红外、近红外光谱技术,对中国云南、哥伦比亚产出的祖母绿中的水进行了初步研究。
结果表明:祖母绿中
I
型水和
E
型水之间弯曲振动和伸缩振动的频率和强度是不同的,
n
型水的振动频
率和强度大于
I
型水;根据祖母绿中是否含水以及水的陆存状态,可为准确鉴别祖母绿提供重要依据。
[关键词]
祖母绿;红外光谱;
1
型水;
n
型水
[申图分类号]
P578.953
[文献标识码]
A
[文章编号]
1007 - 9955(2003)02 -
0010
一
04
[作者简介]
梁婷(1
967
-
),女,山东青州人,讲师,博士研究生,现从事宝石学的教学与研究工作。
红外光谱是一种分子振动谱,是物质在红外光
线照射下,引起分子的振动能级和转动能级跃迁而
产生的光谱。反映的是分子中振动能级的变化。对
每一种宝石而言,都有自己的特征基团或络阴离子
团,这些基团内部振动模式和谱带数目决定于基团
本身的构型及晶胞对称性。实验证明,每种基团在
不同化合物中振动频率是大体相同的,即每种基团
都有其特征吸收频率,其振动模式和频率,决定了宝
石红外光谱的主要轮廓,是各种宝石红外光谱的主
要特征。笔者选用中国云南与哥伦比亚产出的宝石
级祖母绿为样品,采用红外光谱仪和紫外一可
见-近红外分光光度计对祖母绿中水在中红外和近
红外光照射下的特征进行初步研究。
1
祖母绿的结构特征
祖母绿作为绿柱石家族中的佼佼者,具有绿柱
石的结构:属于六方晶系,空间群
~h
-
P6
/
mcc
,
结构中硅氧四面体是以角顶联结,形成封闭的六方
根据
Wood
and
Nassau
(1
967)
研究,在绿柱石
中水分子只能存在于通道中的
2a
位置,即环间通
道位置
(0
,
0
,
114)
,且存在两种类型(图1)
[2]
。
• /5.1 X 10
-1/•
东
Il--
I
型水
d
H
型水
碱离子
→
!28X10-
0
萨
固
1
绿柱石结构中的水
Fig.l
Water in beryl structure
环,垂直
C
轴平行排列。上、下两环错动
25
0
,由
I
型水:水分子的对称轴垂直于结构中的
C
6
轴,
Al
3
+
和
Be
2
+
连接,铝的配位数为
6
,皱的配位数是
H-H
方向平行于
C
6
轴排列,其对称伸缩振动
V
1
在
40
[Al
Od
八面体和[
Be04J
四面体以共棱的方式连
3555
cm-
1
左右,反对称伸缩振动盯在
3700
cm-
1
接,均分布在环的外侧。在环的中心分布有大半径
左右,弯曲振动
δ
在
1540
cm-
1
左右
,
1
型水几乎所有
的离子
:K+
、
Na+
、
Cs+
、
Rb+
以及水分子等。
[收稿日期]
2002
-
12
-
05
的样品均有,但不同的样品吸收强度是变化的。
E
型水:水分子对称轴平行于结构的
C
6
轴,
H-H
方向垂直于
C
6
轴,该类型水的对称伸缩振动
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