宝石の特徴:結晶について

多くの宝石は、原子が一定のルールに従って規則正しく並び結晶が作られています。
中には、オパールのように、原子がランダムに並ぶ非晶質のものもあります。
原子の配列が一定のルールで並んでいる結晶は、平面で囲まれた規則正しい立体の形をしています。
なぜ立体になるのかは、平面、直線、点が対称になるという、結晶の持つ対称の性質と関係があります。
結晶は対称となる形態をなし、内部中心には相対する面同士を結ぶいくつかの軸(結晶軸※)をもっています。 この結晶軸の長さや交差する角度により、7種類の結晶系に分けることができます。
これに4種の格子(単純,底心,面心,体心)の考え方を加え、 14種の空間格子(結晶の構成的粒子の空間的配列)であらわしたものが、ブラベー格子になります。

7種の結晶系と14種類のブラベー格子

結晶名ブラベー格子鉱物名・物質名主な用途
三方晶系
(楚面体晶系)
三方晶系のブラベー格子サファイア
ルビー
無色透明(不純物無し)
赤色
基板 時計部品
ワイヤーガイド 眼科メス
科学天秤用ナイフエッジ
正方晶系正方晶系のブラベー格子ルチル淡黄色アイソレーター
立方晶系立方晶系のブラベー格子ガーネット
LuAG(Lu3A15012)
黒色(赤外透過)
無色~淡黄色・淡緑
アイソレーター
シンチレーター
スピネル青・緑・黄色など各色時計部品
ダイアモンド無色スクライバー 研磨剤
ケイ素銀灰色基板 電極
窒化ホウ素(cBN)淡黄色研磨剤
炭化ケイ素(SiC)淡黄色~黒緑色研磨剤
三斜晶系三斜晶系のブラベー格子GPS(Gd2Si207)無色シンチレーター
単斜晶系単斜晶系のブラベー格子酸化ガリウム無色基板
六方晶系六方晶系のブラベー格子窒化ガリウム無色~淡黄色基板
水晶無色基板
直方晶系
(斜方晶系)
直方晶系のブラベー格子YAP(YAI03)無色シンチレーター

※結晶軸とは:
結晶面の方位や対称性を示す為、結晶内に想定した座標軸です。
結晶内の一点を通り、同一平面上にない直線群です。

ブラベー格子の名前の由来

ブラベー格子の名前は、フランスのエコール・ポリテクニーク校 物理学教授 Bravais Auguste氏(ブラベー)が、結晶構造の空間格子が14種類であることを証明した初の研究者であることに由来します。

結晶の種類について

結晶には、原子の結び方による結晶の種類が4種類あります。

1) 共有結合の結晶(共有結晶):全ての原子が互いの電子を共有して結合した結晶。巨大な分子。

融点・沸点は極めて高い。電気伝導性はなし(但し、黒鉛を除く)
例)ダイヤモンド、黒鉛、二酸化ケイ素など

2) イオン結晶:陽イオンと陰イオンが結合した結晶

融点・沸点は、高い。電気伝導性はなし(液体・水溶液はあり)
例)塩化ナトリウム(塩)、塩化セシウムなど

3) 金属結晶:金属イオンが規則正しく結合してできたもの

融点・沸点は、高いものも低いものもある。大きな熱伝導性と電気伝導性をもつ。
例)金、鉄、銅などほとんどの金属はこれらに属している。

4) 分子結晶:分子が規則正しく配列した結晶。分子間に働く結晶によりできたもの。

非金属元素。
例)ヨウ素、ドライアイス、ナフタレンなど

ダイヤモンドが硬いというのは、4つの価電子が強固に全て結びついている共有結合であり、 更に極めて短い距離で4本の手を回して、炭素原子と立体的に結合しているためです。
同じ炭素でできているグラファイトは、4つの価電子を3つしか使用してないため、 1つが自由電子となっています。そのため、電気は通すが、結合力は弱くなってしまいます。

宝石の色について

宝石のカットについて

宝石の劈開について


アダマンド並木は、ダイヤモンドサファイアセラミックスを独自で育成・加工し製精密宝石部品を製造しています。中でもサファイアは、EFG法で、大型・長尺・チューブなど様々な形状の部品を提供することが可能です。

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