 | Edelsteine nennen wir einige der in der Natur zu findende Kristalle, in der Regel Einkristalle. Aber nicht
jeder Einkristall, der uns in der Natur begegnet, ist ein Edelstein. Wir verlangen zusätzlich noch: |
|  | Seltenheit . Ist etwas nicht selten, sondern
"gewöhnlich", ist es automatisch nicht edel. Die relativ häufig zu findenden Feldspat-, Flußspat-
oder Pyritkristalle, obwohl gut aussehend, sind deswegen keine Edelsteine. |
| | Perfektion.
Einkristallinität genügt nicht - "Lupenreinheit" ist wichtig.
Dabei bezieht sich die "Reinheit" nicht auf den Gehalt an Fremdatomen, sondern auf
sichtbare Kristalldefekte, die zum Beispiel aus Ausscheidungen von Verunreinigungen, Einschlüssen einer zweiten Phase,
aber auch reinen Defekten des Kristallgitters wie Stapelfehler oder Kleinwinkelkorngrenzen bestehen können. |
| | Farbe. Rubine sind rot, Saphire sind blau, Citrine gelb und
Amethyste violett. In jedem dieser (und vieler anderen) Fälle kommt die Farbe von
einer Verunreinigung mit einem bestimmten Fremdatom. |
| | Härte. Irgendwie sind harte Mineralien "edler" als nicht so harte. Warum,
weiß nur der Psychologe. |
| | Größe
(gemessen in Karat, einer Gewichtseinheit). Ein
100 karätiger Diamant ist sehr viel mehr wert als 100 Einkaräter. |
| | Letztlich spielt noch der Schliff eine Rolle; die heute übliche
Formgebung als Polyeder mit vielen Facetten. Früher (bis zum späten 16. Jahrhundert) war im
übrigen nur der " Cabochon" Schliff gebräuchlich (zu
besichtigen in den Museen aller Länder und Zeiten), eine Art gestauchte Halbkugel. Den Schliff
"erfunden" hat im übrigen Kardinal Jules Mazarin (1602 - 1661), denn damals fanden die Männer nichts dabei, sich mit
Klunkern vollzuhängen. |
| Man hat früher auch noch unterteilt in die
eigentlichen Edelsteine (Diamant, Rubin, Saphir, Smaragd) und die Halbedelsteine - den Rest. |
| | Heute spricht
man demokratisch von Schmucksteinen, und zählt dazu auch Materialien, die
nichtkristallin oder noch nicht mal richtige "Steine" sind (z.B Opale,
Perlen, Bernstein, Korallen). |
| | Hier teilen wir die Welt der Schmucksteine
mal in die Kristalle und die Nicht-Kristalle. Bei den Kristallen finden wir die meisten Mitglieder in einigen wenigen
Grundstrukturen, die wir uns jetzt kurz anschauen |
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| Diamant |
| | Diamanten sind in einer Klasse für sich. Sie bestehen aus Kohlenstoff (C), der in dem bei
Normaldruck und Temperatur eigentlich instabilem Diamantgitter kristallisiert ist. Die stabile Form des Kohlenstoffs
ist das hexagonale Graphit. |
| | Der Diamant ist der einzige Vertreter seiner Gitterart. Farbe kommt in das Gitter durch
Verunreingungen mit anderen Atomen; siehe unten. |
| Korund |
| | Ein indisches Wort für das schlichte trigonale Mineral Al2O3, d.h.
Aluminiumoxid, gern benutzt als Schleifmittel und auf Schmirgelpapier, da ziemlich hart ( Härte nach Mohs =9). Dann aber meist mit Fe
verunreinigt und trüb. |
| | Anderweitig saubere Einkristalle mit etwas
Cr oder Ti oder Magnetit (Fe3O4) nennt man Rubin
(rot) bzw. Saphir (blau). |
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| Diamanten |
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 | | Rubin |
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 | | Saphir |
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Die halbe Elementarzelle des Al2O3
(Das ganze setzt sich
ähnlich, aber nicht identisch, nach oben fort). |
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| | Inbesondere "gute" Rubine sind genauso teuer
wie Diamanten; Saphire gibt's etwas billiger. Es ist heute kein Problem, diese Edelsteine künstlich herzustellen;
sie haben (und insbesondere hatten) vielfältigen technischen Einsatz (Rubine als Lager in Uhren und für
Laser, Saphire als Tonabnehmer in frühen Plattenspielern). Künstliche "Schmuckrubine" sind aber
nicht akzeptabel. |
| Beryll |
| | Ein griechisches Wort für
das vielfältige Mineral Be3Al2[Si6 O18]; mit hexagonalem Gitter
und offenbar recht komplizierter Basis. An sich recht häufig und in reiner Form völlig durchsichtig. Die
"Brille ", eine der Schlüsselerfindungen der Menscheit, geht auf
geschliffenen farblosen Beryll (sog. Goshenit) zurück - im Wort
"Brille" klingt der Beryll noch nach. |
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| | Die
Elementareinheit bildet eine Si6O18 Ringstruktur wie nebenstehend gezeigt. Eine Schichtung
dieser Ringe ergibt die hexagonale Synmetrie. Der freie Raum in den Säulen wird mit den Metallatomen
"gefüllt". |
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 | | Der
Si6O18Elementarring des Berylls. |
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| Als Einkristall mit den richtigen Verunreinigungen ist Beryll die Basis für eine ganze
Reihe von Schmucksteinen: |
| | Smaragd (engl. Emerald ). Grün durch etwas Cr oder genauer CrO3 |
| | Aquamarin , blassblau, blau bis
grünlich. |
| Morganit , rosenrot durch etwas
Mn |
| | Goldberyll , gelb, als Heliodor
grünlich gelb. | |
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 | | Smaragd |
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| Aquamarin |
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| Morganit |
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| Quarz |
| | SiO2 in kristalliner oder amorpher Form ist nicht nur von extremer
technischer Wichtigkeit (ohne SiO2 keine Mikroelektronik!), sondern auch die Basis einer langen
Reihe von Schmucksteinen. |
| | Bergkristall, der
reine trigonale SiO2 Kristall. |
| | Amethyst (violett durch ....), Rauchquarz (hell- bis
dunkelbraun, durch...), Rosenquarz (rosa durch ...) und Citrin (gelb durch..) sind gefärbte Bergkristalle. |
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| In feinkristallener oder amopher Form gibt es noch Chalzedon , Jaspis, Achat, Sarder , Onyx, Heliotrop , Chysopras, Karneol und wahrscheinlich noch mehr. |
| Ein besonders spannender
SiO2 basierter Schmuckstein ist der Opal |
| | Er gilt als amorphe Form des SiO2. Das ist aber nicht ganz richtig. Denn er
besteht aus amorphen SiO2 Kügelchen mit Durchmessern im 200 nm Bereich, die sich
anschließend zu einem fcc Kristall ordnen. |
| | Das hat
außerordentlich interessante Auswirkungen auf die Wechselwirkung mit Licht; ein ganzes Forschungsgebiet hat sich
seit etwa 1990 daraus entwickelt, man spricht von photonischen Kristallen. Die Bilder unten zeigen den
kristallinen Aufbau der SiO2 Kügelchen und das daraus resultuierende Farbenspiel eines
Opals. |
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| Es gibt natürlich noch mehr (ein)kristalline Schmucksteine mit zum Teil sehr
komplexer Strukur: Hier sind noch ein paar der interessanteren: |
| Turmalin. |
| | Mit der chemischen Formel
(NaLiCa)(Fe11 MgMnAl)3Al6
(OH)4(BO3)Si6O 18. |
| | Es wundert kaum noch, daß Turmaline
in allen Farben vorkommen, manchmal in einem Kristall wechselnd. |
| Rhodonit. |
| | Mit der chemischen Zusammensetzung Mn(SiO3) oder besserCaMn4
(Si5O15). Rhodonit besitzt eine licht-fleischrote bis dunkelrote Farbe. |
| Granate (engl "Garnets"), mit der "Spinell Struktur". |
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| | Allgemeine Zusammensetzung:
M13 M22(SiO4]3 (M1=Mg, FeII, Mn,
Ca; M2=Al, FeIII, Cr).
Viele Farbvarianten, aber nie blau.
Einige Varianten sind: | |
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| | Pyrop
(Mg3Al 2 (SiO4)3), dunkelrot, böhmischer Granat,
Almandin (Fe3Al2(SiO4)3 ), rot bis
braunrot, gemeiner Granat
Spessartin (Mn3 Al2(SiO
4)3), orangegelb bis rot,
Grossular
(Ca3Al2(SiO4)3), blassgrün; Abart roter bis brauner Hessonit),
Uwarowit
(Ca3Cr2(SiO4)3, smaragdgrün,
Andradit (Ca3Fe2(SiO4) 3 ,
gelbgrünlich; mit Abarten wie Schorlomit und Melanit, beide schwarz, und dem durchsichtig grünen Demantoid und Topazolith mit
Schmucksteinqualität |
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| Aber jetzt sind wir mitten in der Mineralogie und hören auf mit dem
einkristallinen Schmucksteinen. |
| Es bleiben bei den Kristallen noch die
polykristallinen mineralischen Schmucksteine. |
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| Da wäre der "türkisfarbene" Türkis
(CuAl6[(OH)8|(PO4)4]·4H2O; der tiefblaue Lapislazuli (Na, Ca)8[(SO4, S,
Cl)2|(AlSiO4)6] und die grünliche Jade , eine
zusammenfassende Bezeichnung für die fein verfilzten, dichten Aggregate der zu den Pyroxenen zählenden
Minerale Jadeit (NaAl(Si2 O6), Chloromelanit (dem Jadeit ähnlich, dunkelgrün) und Nephrit; alles Schmucksteine von grünlicher Farbe. | |
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| Jetzt hören wir auf mit den Kristallen. Bleiben noch die amorphen
Schmucksteine. |
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| Glas in allen Farben war natürlich
immer schon beliebt (die alten Ägypter hatten Glasperlen schon 3000 vor unserer Zeit), inbesondere auch um
richtige Edelsteine zu fälschen. | |
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| | Der Obsidian, ein natürliches (vulkanisches) Glas war weniger als Schmuckstein und mehr
für Werkzeuge im Gebrauch - wie der nahe Verwandte Feuerstein. |
| Besonders prominent unter den biologisch entstandenen Schmucksteinen ist der Bernstein; (unter Sauerstoffausschluß unter Wasser) versteinertes Baumharz, bis zu
400 Mio Jahre alt, gelegentlich noch mit gut konservierten Insekten (siehe rechts). |
| | Bernstein
besteht aus 73,8 % Kohlenstoff, 9,5 % Wasserstoff, 10,5 % Sauerstoff und 0,1 % Schwefel; es
ist ein Polymer. |
| | Der Bernstein wurde früh (schon in der Steinzeit) und weit gehandelt, ist heute aber eher wenig
wert. |
| | Einschlüsse von Insekten machen ihn
nicht nur sehr viel wertvoller, sondern geben Anlaß zu extrem erfolgreichen, wenn auch nicht sehr realistischen
Filmen. |
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| Perfekte Perlen waren früher genauso teuer wie Diamanten. |
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| Erst seitdem Zuchtperlen den Markt erobert haben (von
Kunstperlen ganz zu schweigen) sind Perlenketten für jederfrau erschwinglich. |
| Perlen sind spezielle Ausscheidungen von Mollusken (nicht nur Austern können das), mit denen sie
einen Fremdkörper umhüllen. Der "Perlmutt" Glanz kommt übrigens von einer Struktur, die
ebenfalls eine Art photonischen Kristall bildet wie beim Opal. |
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| Gelegentlich recht beliebt war auch "Jet" (bei den Römern und dann wieder in
viktorianischen Zeiten). "Jet" ist englisch; auf deutsch heißt der Schmuckstein "Pechkohle" oder - da das nicht so edel klingt -
Gagat. |
| | Es ist
versteinertes Holz bzw. Kohle. "Jet black" ist der englische Ausdruck
für kohl- oder rabenschwarz; damit ist die Farbe erklärt. |
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| Der Begriff "versteinerte Kohle" ist
natürlich Blödsinn; aber so wird das durchgehend beschrieben. Ein schönes Beispiel dafür, dass ein
großer Teil der Menschheit nach wie vor glaubt, dass man eine Sache verstanden hat, wenn man sie irgendwie
benennt |
| "Denn eben wo Begriffe fehlen, das stellt ein
Wort zu rechten Zeit sich ein"
Wie wahr! |
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© H. Föll (MaWi 1 Skript)
Psychologie und Materialwissenschaft 
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