在線書院《珠寶鑑定》
成分變化
作 為一個寶石種，其不同的化學成分在晶體中的佔位是固定的，因此其相對數量也是大體固定，個別時候只有電性一致、電價相同、離子半徑相近的其它離子才可有條 件地替代原有離子，替代的可能性即替代的程度則要依寶石品種的不同而異，如剛玉中的Al^(3+)為其主要化學成分，但Al^(3+)可以被少量的Cr ^(3+)替代，由於這兩種離子的半徑不同，Cr^(3+)的替代量是有限的，否則剛玉將無法保持三方對稱結構，這時的Cr^(3+)就可稱為剛玉中的微 量化學成分。
成分變化
類質同象
指在寶石晶體結構中部分質點被其它性質類似的質點所代替，僅使寶石的晶格常數和物理化學性質發生不大的改變，而寶石晶體的結構基本保持不變的現象。
如果相互替代的質點之間可以任意比例替代則稱為完全類質同象，它們可以形成成分連續變化的類質同象系列。 如 橄欖石(Mg,Fe)_2 (SiO_2 )_4中的Mg^(2+)與Fe^(2+)之間的替代，當二者都存在時，可統稱為橄欖石；當Mg^( 2+)全部被Fe^(2+)替代時，便稱為鐵橄欖石Fe_2 (SiO_2 )_4，Fe^(2+)全部被Mg^(2+)替代時，就稱為鎂橄欖石Mg_2 (SiO_2 )_4。 如果質點替代只局限於一個有限的範圍內，則稱為不完全類質同象。
類質同象
對寶石顏色的影響
類質同像對於寶石具有非常重要的意義，尤其是對寶石顏色的影響。 因為大部分寶石的顏色不是由寶石自身的化學成分引起的，而是由於少量類質同象混入物的加入而呈現各種美麗誘人顏色的。
碧璽是化學成分極為複雜的硼矽酸鹽，純淨的碧璽為無色，由於碧璽內廣泛的類質同象替代而呈現出繽紛的顏色：富鐵的碧璽呈深綠、褐色或黑色，富鎂的碧璽呈黃色或褐色，富鋰和錳的呈玫瑰紅色或淡藍色，富鉻的碧璽呈深綠色。
又如純淨的綠柱石是無色的，其化學成分為Be_3 Al_2 Si_6 O_18。 當綠柱石中的Be^(3+)、Al^(3+)被不同的離子替代後則呈現不同的顏色。 如 Cr^(3+)、V^(3+)等離子出現時呈現美麗的翠綠色，這就是祖母綠的顏色；當含有Fe^(2+)和Cs^(2+)等離子出現時呈現海水的藍色，這 就是海藍寶石的顏色；當含Mn^(2+)離子時則呈現粉紅色～紅色，粉紅色綠柱石又稱為摩根石，若Mn^(2+)的含量再多一些就成為紅色的綠柱石；當含 有Fe^(2+)或Cu^(2+)等離子時則呈現黃色或黃綠色，因為並非Cr^(3+)導致的鮮豔綠色，所以不能稱其為祖母綠。
對寶石折射率的影響
類質同像不但使寶石的化學成分發生一定程度的改變，而且在一定程度上影響寶石的折射率和相對密度等物理性質。
雖然顏色不同，但都比較淺，所以其這是綠色、密度等值也都相對較低。
碧璽的顏色基本上受類質同象的種類和程度的影響，碧璽的相對密度和折射率也與類質同像有密切的關係。 一般碧璽的折射率為1.624～1.644，密度為3.06 g⁄cm^3 。 經實驗統計表明，當碧璽的化學成分中Mn^(2+)、Fe^(2+)的含量增多時，其密度也會隨之增高(3.03～3.25 g⁄cm^3 )、折射率( 1.610～1.675)、雙折射(0.018～0.040)等同樣都隨之增大。
當綠柱石中的Be^(3+)被Li^+替代時，電價不再平衡，所虧損的電荷必須由半徑較大的Cs^(2+)來平衡。 一般綠柱石的折射率為1.577～1.583，密度為2.72 g⁄cm^3 。 然而當綠柱石的化學成分中Cs^(2+)含量增多時，綠柱石的密度(2.60～2.90 g⁄cm^3 )、折射率(1.562～1.602)和雙折射率(0.004～0.009)也隨之增高，Cs^(2+)的質量分數最高可達4.13%。
同質多像
同質多像是指同種成分的物質，在不同的物理化學條件下，形成不同結構晶體的現象，這些晶體在礦物學中都是獨立的品種，如金剛石和石墨。 同質多像在寶石學中的應用不多，主要應用於地質學中，同質多像的發生與外界環境有非常密切的關係，因此可以根據這些變體推測同質多像發生時的物理化學環境，如地質學中可以用SiO_2的同質多像變體來推測礦物形成時的溫度範圍。
寶石含水
很多常見寶石中是有水的，聽起來好像匪夷所思，其實只是這些客觀存在的水並不是以人們常見的液體水的形式存在的，而多以離子水的形式存在，有的甚至進入了晶體結構中，成為了晶體構架的重要組分。
歐泊是典型的含水寶石
不同類型的寶石水
1.吸附水
被寶石顆粒間隙或寶石內的裂隙表面機械吸附或被滲入到寶石集合體中的中性水分子，不屬於寶石的化學成分。 吸附水的含量不穩定，隨溫度和濕度變化而不同。 常壓下100～110℃時，吸附水就基本上能從寶石中逸出而不會破壞寶石的晶體結構。
膠體寶石中含有的膠體水比較特殊，是吸附水的特殊類型。 因為膠體寶石本身的固有特性，故常將水作為化學成分列入晶體化學式，由於含量不定而只能模糊表示，如歐泊SiO_2•nH_2 O，這種水的脫水溫度稍高，一般在100～250 ℃。
2.結晶水
以中性水分子的形式存在於寶石中，在寶石晶體結構中佔有固定的位置，起著構造單位的作用，是寶石化學成分的一部分。 水分子的含量與寶石其它化學成分之間有固定的比例。 結晶水從寶石中逸出的溫度一般不超過600℃，通常為200～500℃。 當結晶水失去時，寶石的晶體結構將被破壞並形成新的結構，如綠松石CuAl_6 (PO_4 )_4 OH_8•5H_2 O就是一種含有結晶水的磷酸鹽，含水量達19.47%，除含有結晶水外，綠松石還含有吸附水和結構水。
含結晶水的綠松石
3.結構水
以OH^-、H^+、〖H_3 O〗^+等離子形式參與寶石晶體結構的“水”，其中OH^-形式最為常見。 結構水在寶石晶體結構中佔有固定的位置，在化學組成上具有確定的比例。 由於與其它質點有較強的化學鍵力聯繫，結構水需要較高的溫度(通常在600～1000℃之間)才能逸出。 當其逸出後，晶體結構被完全破壞。 許多寶石都含有這種結構水，如黃玉Al_2 SiO_4 (F,OH^- )_2。
水的脫失或吸收對寶石的影響
寶 石中的水與寶石的顏色有一定的關係，如我國四大名玉中的綠松石既含有吸附水又含有結晶水和結構水，在陽光下或在外界環境下暴露過久水分會慢慢蒸發，對綠松 石顏色飽和度影響最大的吸附水最先失去，失去後綠松石的顏色會變淺、髮乾；如果失去結構水和結晶水綠松石的結構將會受到破壞。 若把失去吸附水的綠松石放入水中，綠松石將恢復原來的顏色。
含水寶石的保養
含有吸附水的寶石在較長時間的陽光直射下會褪色和乾裂，所以應避免這類寶石長時間在陽光直射下佩戴，更不能接觸高溫；可以將這類含水寶石放在水中保存，防止水的蒸發。 一般單晶寶石不含吸附水，而結晶水和結構水不易失去，所以單晶寶石大多不存在失水的問題，只要不接觸特別高溫的物體一般不易失水，但最好也不要將寶石在陽光下暴晒，因為有些寶石在紫外光照射下會褪色，如黃玉等。
成分變化
作 為一個寶石種，其不同的化學成分在晶體中的佔位是固定的，因此其相對數量也是大體固定，個別時候只有電性一致、電價相同、離子半徑相近的其它離子才可有條 件地替代原有離子，替代的可能性即替代的程度則要依寶石品種的不同而異，如剛玉中的Al^(3+)為其主要化學成分，但Al^(3+)可以被少量的Cr ^(3+)替代，由於這兩種離子的半徑不同，Cr^(3+)的替代量是有限的，否則剛玉將無法保持三方對稱結構，這時的Cr^(3+)就可稱為剛玉中的微 量化學成分。
成分變化 指在寶石晶體結構中部分質點被其它性質類似的質點所代替，僅使寶石的晶格常數和物理化學性質發生不大的改變，而寶石晶體的結構基本保持不變的現象。
如果相互替代的質點之間可以任意比例替代則稱為完全類質同象，它們可以形成成分連續變化的類質同象系列。 如 橄欖石(Mg,Fe)_2 (SiO_2 )_4中的Mg^(2+)與Fe^(2+)之間的替代，當二者都存在時，可統稱為橄欖石；當Mg^( 2+)全部被Fe^(2+)替代時，便稱為鐵橄欖石Fe_2 (SiO_2 )_4，Fe^(2+)全部被Mg^(2+)替代時，就稱為鎂橄欖石Mg_2 (SiO_2 )_4。 如果質點替代只局限於一個有限的範圍內，則稱為不完全類質同象。
類質同象 類質同像對於寶石具有非常重要的意義，尤其是對寶石顏色的影響。 因為大部分寶石的顏色不是由寶石自身的化學成分引起的，而是由於少量類質同象混入物的加入而呈現各種美麗誘人顏色的。
碧璽是化學成分極為複雜的硼矽酸鹽，純淨的碧璽為無色，由於碧璽內廣泛的類質同象替代而呈現出繽紛的顏色：富鐵的碧璽呈深綠、褐色或黑色，富鎂的碧璽呈黃色或褐色，富鋰和錳的呈玫瑰紅色或淡藍色，富鉻的碧璽呈深綠色。
又如純淨的綠柱石是無色的，其化學成分為Be_3 Al_2 Si_6 O_18。 當綠柱石中的Be^(3+)、Al^(3+)被不同的離子替代後則呈現不同的顏色。 如 Cr^(3+)、V^(3+)等離子出現時呈現美麗的翠綠色，這就是祖母綠的顏色；當含有Fe^(2+)和Cs^(2+)等離子出現時呈現海水的藍色，這 就是海藍寶石的顏色；當含Mn^(2+)離子時則呈現粉紅色～紅色，粉紅色綠柱石又稱為摩根石，若Mn^(2+)的含量再多一些就成為紅色的綠柱石；當含 有Fe^(2+)或Cu^(2+)等離子時則呈現黃色或黃綠色，因為並非Cr^(3+)導致的鮮豔綠色，所以不能稱其為祖母綠。
對寶石折射率的影響
類質同像不但使寶石的化學成分發生一定程度的改變，而且在一定程度上影響寶石的折射率和相對密度等物理性質。
雖然顏色不同，但都比較淺，所以其這是綠色、密度等值也都相對較低。
碧璽的顏色基本上受類質同象的種類和程度的影響，碧璽的相對密度和折射率也與類質同像有密切的關係。 一般碧璽的折射率為1.624～1.644，密度為3.06 g⁄cm^3 。 經實驗統計表明，當碧璽的化學成分中Mn^(2+)、Fe^(2+)的含量增多時，其密度也會隨之增高(3.03～3.25 g⁄cm^3 )、折射率( 1.610～1.675)、雙折射(0.018～0.040)等同樣都隨之增大。
當綠柱石中的Be^(3+)被Li^+替代時，電價不再平衡，所虧損的電荷必須由半徑較大的Cs^(2+)來平衡。 一般綠柱石的折射率為1.577～1.583，密度為2.72 g⁄cm^3 。 然而當綠柱石的化學成分中Cs^(2+)含量增多時，綠柱石的密度(2.60～2.90 g⁄cm^3 )、折射率(1.562～1.602)和雙折射率(0.004～0.009)也隨之增高，Cs^(2+)的質量分數最高可達4.13%。
同質多像
同質多像是指同種成分的物質，在不同的物理化學條件下，形成不同結構晶體的現象，這些晶體在礦物學中都是獨立的品種，如金剛石和石墨。 同質多像在寶石學中的應用不多，主要應用於地質學中，同質多像的發生與外界環境有非常密切的關係，因此可以根據這些變體推測同質多像發生時的物理化學環境，如地質學中可以用SiO_2的同質多像變體來推測礦物形成時的溫度範圍。
寶石含水
很多常見寶石中是有水的，聽起來好像匪夷所思，其實只是這些客觀存在的水並不是以人們常見的液體水的形式存在的，而多以離子水的形式存在，有的甚至進入了晶體結構中，成為了晶體構架的重要組分。
歐泊是典型的含水寶石 1.吸附水
被寶石顆粒間隙或寶石內的裂隙表面機械吸附或被滲入到寶石集合體中的中性水分子，不屬於寶石的化學成分。 吸附水的含量不穩定，隨溫度和濕度變化而不同。 常壓下100～110℃時，吸附水就基本上能從寶石中逸出而不會破壞寶石的晶體結構。
膠體寶石中含有的膠體水比較特殊，是吸附水的特殊類型。 因為膠體寶石本身的固有特性，故常將水作為化學成分列入晶體化學式，由於含量不定而只能模糊表示，如歐泊SiO_2•nH_2 O，這種水的脫水溫度稍高，一般在100～250 ℃。
2.結晶水
以中性水分子的形式存在於寶石中，在寶石晶體結構中佔有固定的位置，起著構造單位的作用，是寶石化學成分的一部分。 水分子的含量與寶石其它化學成分之間有固定的比例。 結晶水從寶石中逸出的溫度一般不超過600℃，通常為200～500℃。 當結晶水失去時，寶石的晶體結構將被破壞並形成新的結構，如綠松石CuAl_6 (PO_4 )_4 OH_8•5H_2 O就是一種含有結晶水的磷酸鹽，含水量達19.47%，除含有結晶水外，綠松石還含有吸附水和結構水。
含結晶水的綠松石 以OH^-、H^+、〖H_3 O〗^+等離子形式參與寶石晶體結構的“水”，其中OH^-形式最為常見。 結構水在寶石晶體結構中佔有固定的位置，在化學組成上具有確定的比例。 由於與其它質點有較強的化學鍵力聯繫，結構水需要較高的溫度(通常在600～1000℃之間)才能逸出。 當其逸出後，晶體結構被完全破壞。 許多寶石都含有這種結構水，如黃玉Al_2 SiO_4 (F,OH^- )_2。
水的脫失或吸收對寶石的影響
寶 石中的水與寶石的顏色有一定的關係，如我國四大名玉中的綠松石既含有吸附水又含有結晶水和結構水，在陽光下或在外界環境下暴露過久水分會慢慢蒸發，對綠松 石顏色飽和度影響最大的吸附水最先失去，失去後綠松石的顏色會變淺、髮乾；如果失去結構水和結晶水綠松石的結構將會受到破壞。 若把失去吸附水的綠松石放入水中，綠松石將恢復原來的顏色。
含水寶石的保養
含有吸附水的寶石在較長時間的陽光直射下會褪色和乾裂，所以應避免這類寶石長時間在陽光直射下佩戴，更不能接觸高溫；可以將這類含水寶石放在水中保存，防止水的蒸發。 一般單晶寶石不含吸附水，而結晶水和結構水不易失去，所以單晶寶石大多不存在失水的問題，只要不接觸特別高溫的物體一般不易失水，但最好也不要將寶石在陽光下暴晒，因為有些寶石在紫外光照射下會褪色，如黃玉等。
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