Mineralogia - Colore

Il colore si osserva visivamente e può essere un elemento diagnostico. A volte però può essere una proprietà molto ingannevole, in quanto può variare anche all’interno della stessa specie mineralogica (di solito tale variazione si presenta nei minerali con lucentezza non metallica). In alcuni minerali (idiocromatici) il colore può essere considerato un elemento diagnostico. Nei minerali allocromatici il colore può cambiare e portare ad errori di riconoscimento.

Minerali idiocromatici: presentano sempre uno stesso colore, nei minerali idiocromatici il colore è una proprietà direttamente correlata alla composizione chimica.
I minerali secondari del rame, appaiono sempre colorati nelle tonalità del verde e del blu: la malachite è sempre verde, l'azzurrite è sempre blu scuro, la turchese azzurra. Altre volte dipende dalla struttura cristallina e dal tipo di legame esistente tra gli atomi, come avviene nei polimorfi del carbonio: il diamante (C) può essere di vari colori e trasparente, mentre la grafite (C) è sempre nera ed opaca.

Minerali allocromatici: possono assumere colori diversi.
Nei minerali allocromatici il colore può dipendere dalla presenza di minuscole impurità, come ad esempio nel calcedonio variegato (agata); queste sono presenti in quantità troppo piccole per alterarne la sua composizione di base, ma sufficiente per impartire una colorazione particolare.
La maggior parte dei minerali sono allocromatici. Diamante, corindone, topazio, berillo e tormalina, ad esempio, possono presentarsi in almeno una mezza dozzina di colori.
Tra i minerali allocromatici si possono individuare alcune specie che possono presentare pietre policromatiche.
Esempi possono essere quarzo, fluorite, topazio e tormalina.

Transizione del campo cristallino

Sono transizioni elettroniche fra orbitali parzialmente riempiti degli elementi di transizione (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni e Cu), che possono essere eccitati da quanti di energia dello spettro del visibile.
Il Fe è il più abbondante e rappresenta quindi la più frequente causa di colorazione (ad esempio nel peridoto).
Fondamentale è la presenza del cromo in smeraldi e rubini.

Transizioni degli orbitali molecolari

Anche dette transizioni per trasferimento di carica, si verificano nei minerali quando gli elettroni di valenza si trasferiscono avanti e indietro fra ioni adiacenti.Tali elettroni sono forniti da orbitali molecolari condivisi.
Esempi di transizione degli orbitali molecolari si trovano in molti minerali, i casi più frequenti sono i trasferimenti di carica Fe²+Fe³+ e Fe²+Ti⁴+ questa è ad esempio la causa di colorazione dello zaffiro.

Centri di colore

Il colore può anche essere causato dalla presenza di difetti strutturali. Tali difetti possono essere rappresentati da un elettrone in eccesso o anche ad una assenza (buca) di un elettrone.Questi tipi sono chiamati centri di colore.
Un esempio è il viola nella fluorite causato dall’assenza di un elettrone di fluoro.

Presenza di inclusioni

Un meccanismo possibile per la produzione di colore è infine la presenza di inclusioni in quantità tale da impartire una colorazione al minerale ospite. Il quarzo può essere verde per inclusioni di clorite o azzurro per inclusioni di gilalite.