Изумруды давно ценятся за свой характерный зеленый цвет. Однако некоторые изумруды могут иметь разные оттенки, от синего до желтого. Хотя чистый изумруд всегда зеленый, примеси в кристаллической структуре могут изменять цвет. Кроме того, некоторые виды обработки, применяемые для улучшения чистоты, также влияют на цвет.
Яркий зеленый цвет изумрудов обусловлен присутствием хрома и/или ванадия. Эти микроэлементы замещают некоторые атомы алюминия в кристаллической структуре изумруда во время его формирования. Полосы поглощения хрома и ванадия взаимодействуют с кристаллическим полем, создавая характерный зеленый электромагнитный спектр для изумруда.
Изумруд — это разновидность берилла с химической формулой Be3Al2(SiO3)6. Цветообусловливающие хром и ванадий замещают некоторые атомы алюминия в решетке. Полученный цвет зависит от степени окисления ионов хрома. Ионы Cr3+ дают сильный зеленый цвет, в то время как ионы Cr2+ придают более голубоватые оттенки.
Хотя хром и ванадий вызывают зеленый цвет, другие примеси могут изменять полученный оттенок. Присутствие ионов железа имеет тенденцию затемнять зеленый цвет. Железо также может соединяться с хромом, образуя сине-зеленые цвета.
Когда ванадий заменяет алюминий, он часто встречается вместе с железом. Интенсивность цвета зависит от соотношения ванадия и железа. Более высокий уровень ванадия придает желтые оттенки, в то время как более высокий уровень железа добавляет синий. Сочетание этих двух цветов дает зеленый цвет.
Хотя зеленый цвет является самым распространенным, изумруды могут встречаться и в других цветах, если химический состав отличается.
Изумруды обязаны своими синими оттенками присутствию железа и сопряженному замещению железа и хрома вместо алюминия. Чем больше замещений железа, тем синее цвет. Однако количество хрома все еще должно быть значительным, чтобы получить различимый зелено-синий, а не просто бледно-голубой.
Самыми известными являются колумбийские синие изумруды. Они добываются в шахте Музо. Следовые количества никеля также, по-видимому, усиливают синие тона. Обычно синие изумруды темные и имеют низкую насыщенность.
Желтые изумруды получают свой цвет от ванадия или других переходных металлов, заменяющих алюминий. В то время как чистый хром дает зеленый цвет, добавление большего количества ванадия изменяет цвет в сторону желто-зеленого. Когда содержание ванадия становится достаточно высоким, он может производить редкие желтые изумрудные кристаллы.
Самым известным является изумруд Канар??, обнаруженный в Бразилии в 1987 году. Весом 1383 карата, он обладает глубоким золотисто-желтым цветом.
В то время как чистые изумруды окрашены только примесями хрома, ванадия и железа, другие микроэлементы могут придавать необычные оттенки. Марганец и титан часто приписывают причину розовых изумрудов. Эти микроэлементы изменяют кристаллическое поле, позволяя новым энергетическим переходам, которые приводят к розовому цвету.
Розовые изумруды были впервые обнаружены в конце 1980-х годов в России. Совсем недавно другие были найдены в Африке. Однако они остаются исключительно редкими.
Красные изумруды получают свой цвет от хрома, подобно синим и зеленым изумрудам. Однако они также обладают дополнительными примесями, которые изменяют кристаллическое поле, чтобы производить более длинноволновый красный свет.
Первый красный изумруд был обнаружен в Северной Каролине в 1998 году. С тех пор другие были найдены в Азии. Как и розовые изумруды, красные изумруды исключительно редки.
Поскольку изумруды часто имеют включения, которые снижают прозрачность, их часто подвергают обработке для улучшения чистоты. Однако они также могут влиять на цвет.
Изумруды обычно пропитывают прозрачными маслами и смолами для заполнения трещин и щелей. Это улучшает чистоту, но также может немного затемнить изумрудно-зеленый цвет, особенно если используются масла с более высоким показателем преломления.
Недобросовестные торговцы изумрудами иногда окрашивают трещины в драгоценных камнях, чтобы скрыть проблемы с чистотой. Используемые органические красители включают чернила, растительные экстракты и зеленое масло. Они могут сделать более светлые изумруды более интенсивными зелеными, но оказывают разрушительное воздействие на стоимость.
Воздействие радиации изменяет следовые примеси в кристаллической структуре, вызывая изменение цвета. Облученные изумруды подвергаются процессу, называемому фотохромным эффектом. Их цвет меняется под воздействием длинноволнового ультрафиолетового света. Обработка цветным маслом или смолой часто следует за облучением.
Диффузионная обработка вводит новые химические элементы в неглубокий поверхностный слой на кристалле изумруда. Тепло стимулирует процесс диффузии. Такие элементы, как хром и железо, могут усиливать зеленый цвет, в то время как кобальт дает синий. Однако чрезмерная диффузия может привести к неестественному зонированию цвета.
Обработки для улучшения цвета делают необходимым тестирование изумрудов на любые изменения. Обычные методы включают:
Авторитетные геммологические лаборатории сертифицируют все обработки по улучшению, выполненные на изумрудах, представленных для анализа.
Хотя зеленый — классический, чистый оттенок изумруда, другие цвета возникают, когда следы примесей изменяют структуру кристалла. Существуют синие, желтые, розовые и красные изумруды, но они исключительно редки. Такие обработки, как окрашивание и диффузия, также могут манипулировать цветом. Тщательное тестирование в лабораториях по драгоценным камням выявляет любое улучшение цвета в изумрудах.