COLOR

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El color es, probablemente, una de las características más espectaculares y atractivas de los minerales, confiriendo una indiscutible belleza  a los cristales, muy especialmente en el caso de algunas gemas. Sin pecar de exageración puede decirse que los minerales, en su conjunto, abarcan todo el espectro de colores del visible, con todos los matices que pueda uno imaginar.

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Incluso, un único mineral puede presentar, en ocasiones, una enorme variedad de colores como en el caso de la fluorita con tonalidades azules, amarillas, verdes, moradas, naranjas o rosas.

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Los minerales están coloreados porque absorben ciertas longitudes de onda de la luz que incide sobre ellos y reflejan el resto, siendo el color la combinación de aquellas longitudes de onda que inciden en el ojo.

Pueden considerarse hasta seis causas específicas que justifican el color de un mineral:

La coloración idiocromática esta producida por la presencia de iones metálicos de elementos de la serie de transición, en los cuales los orbitales 3d no están completos. Dichos iones provocan en los cristales que los albergan un desdoblamiento del campo cristalino y la energía absorbida corresponderá en cada caso a la diferencia de energía causada en los orbitales 3d por dicho desdoblamiento. Así por ejemplo en el caso del olivino la absorción tiene lugar dentro del campo del infrarrojo con una ligera extensión dentro del campo del visible en el rojo, por lo que la luz reflejada, descontada el componente rojo del espectro, será amarillo - verdosa.

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Ejemplos de olivinos con su característico color verdoso

Existen hasta doce iones metálicos responsables de la coloración de los minerales: el titanio en su forma Ti2+, el vanadio como V3+ o V4+, el cromo Cr3+ y Cr4+, el manganeso Mn2+ y Mn3+, el hierro Fe2+ y Fe3+, el cobalto Co2+ , el niquel Ni2+ y el cobre Cu2+.

En los minerales idiocromáticos estos iones figuran en cantidades tales que forman parte de la fórmula química del mineral con lo que la coloración resultante es propia y característica del mismo. Como ejemplos de minerales idiocromáticos, además del olivino pueden citarse la malaquita de color verde, la azurita de color azul etc.

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Azurita y malaquita.

La coloración alocromática es producida por los iones anteriormente citados cuando figuran como trazas en los minerales. Se trata de impurezas que confieren determinados colores a minerales generalmente incoloros. Así en el caso del berilo la presencia de Cr3+ provoca la intensa coloración verde de la variedad esmeralda. La presencia de iones Fe2+explican, en parte, los tonos azules de la aguamarina. Ciertas variedades de esmeraldas procedentes de Brasil deben su color verde a la presencia de V3+.

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Tres variedades del berilo: incoloro, esmeralda y aguamarina.

Otro ejemplo de coloración alocromática es la kuncita variedad rosacea - lila de la espodumena debida a la presencia de Mn2+.

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Kuncita

Se denominan centros de color a un conjunto de defectos en la estructura de los cristales debidos a irradiaciones naturales o artificiales. Estos defectos pueden ser iones en exceso (intersticiales) o agujeros debidos a la falta de algun electrón. En el caso de la Fluorita (CaF2) la coloración púrpura se debe a un centro de color producido por la ausencia de un ión F-. Su posición es ocupada por un electrón libre para mantener el balance de cargas. Este electrón puede ocupar diversos estados excitados que son los responsables de la coloración y de la fluorescencia característica de este mineral.

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Tres ejemplos de fluoritas

El color ahumado de ciertos cuarzos se debe a un centro de color de tipo agujero, en donde algunos  Al3+ sustituyen al Si4+ apareciendo iones Na+ o H+ intersticiales a fin de mantener la neutralidad eléctrica. Sometido a radiación estos cuarzos algunos oxígenos adyacentes al Al3+ pierden un electrón (el ausente) dejando un electrón desparejado. Este electrón posee diversos estados excitados responsables del color.

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Ejemplares de cuarzos ahumados.

Existe otro tipo de coloración de los minerales relacionada con los fenómenos de transferencia de cargas. Un electrón (carga negativa) puede ser compartido pasado de un átomo a otro formándose orbitales híbridos. Existen tres formas de transferencia de carga:
Transferencia de carga oxígeno - ión metálico
Transferencia de carga de intervalencia o sea ión metálico - oxígeno - ión metálico.
Transferencia de carga de deslocalización en el caso de no existir iones  metálicos.

En el caso de la aguamarina su característico color azul es debido tanto a la presencia de Fe2+ en forma de impurezas como a fenómenos de transferencia de cargas de intervalencia  Fe2+ - O - Fe2+.

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Ejemplos de aguamarinas

En el caso de los metales la teoría de las bandas de valencia explica la coloración de los mismos. En esta caso es la estructura del cristal en su conjunto la responsable del color. Los electrones del cristal metálico  o semimetálico aparecen deslocalizados en el interior del cristal produciendo una interacción con la luz visible (fotones) responsable del color. Este color no es posible provocarlo ni mejorarlo con procedimientos artificiales contrariamente al caso de las imprurezas o defectos.

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Tres característicos minerales metálicos con colores debidos a fenómenos de banda de valencia: oro, plata y cobre.

En algunos casos el color de un mineral puede deberse a fenómenos ópticos tales como la dispersión, difusión interferencia o difracción de la luz denominándose entonces coloración pseudocromática. Este tipo de coloración se explica por la intercción de la luz con ciertas características físicas del cristal tales como inclusiones, texturas particulares o estructuras particulares. Uno de los casos más llamativos es el del ópalo noble con sus espectaculares efectos de irisación. Son debidos a la difracción de la luz a traves de su estructura formada por un apilamiento compacto, más o menos regular de minúsculas esferas de silicio.

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Dos ejemplos de ópalos nobles y sus juegos de colores.

El ópalo es una de las raras gemas que puede presentar todos los colores del espectro visible en una única y misma piedra. El color de cada parcela del ópalo dependerá de la orientación de la fuente de luz incidente. Al moverse la piedra el color cambia es lo que le confiere "vida" al ópalo. Además, el color dependerá igualmente del grosor de las esferas que lo componen y del espaciado de las diferentes capas paralelas en las que están regularmente dispuestas.