藍(lán)寶石的化學(xué)奧秘

新年，然然的媽媽買(mǎi)了一條鑲嵌藍(lán)寶石的項(xiàng)鏈。然然覺(jué)得藍(lán)寶石與化學(xué)課上看到的硫酸銅晶體顏色差不多，那么藍(lán)寶石的成分是什么？和硫酸銅晶體有沒(méi)有關(guān)系呢？然然查閱了資料。原來(lái)，藍(lán)寶石晶體的化學(xué)成分為氧化鋁（α-Al2O3），是由三個(gè)氧原子和兩個(gè)鋁原子以共價(jià)鍵結(jié)合而成的，其晶體結(jié)構(gòu)為六方晶格結(jié)構(gòu)。在自然界中，當(dāng)藍(lán)寶石在生長(zhǎng)時(shí)，晶體內(nèi)含有鈦離子（Ti3+）與鐵離子（Fe3+）時(shí)，會(huì)使晶體呈現(xiàn)藍(lán)色，而成為藍(lán)色藍(lán)寶石；當(dāng)晶體內(nèi)含有鉻離子（Cr3+）時(shí)，會(huì)使晶體呈現(xiàn)紅色，而成為紅寶石；當(dāng)晶體內(nèi)含有鎳離子（Ni3+）時(shí)，會(huì)使晶體呈現(xiàn)黃色，而成為黃色藍(lán)寶石。就顏色而言，單純的氧化鋁結(jié)晶是呈現(xiàn)透明無(wú)色的，因不同顯色元素離子滲透于生長(zhǎng)中的藍(lán)寶石，而使藍(lán)寶石顯出不同的顏色。

藍(lán)寶石晶體具有規(guī)則的幾何形狀，是因?yàn)槠鋬?nèi)部原子的排列十分規(guī)整嚴(yán)格。晶體是固態(tài)物質(zhì)存在的一種基本形式，很多物質(zhì)的晶體都很漂亮。比如藍(lán)色的硫酸銅晶體、無(wú)色透明的硫酸鋁鉀晶體、無(wú)色透明的氯化鈉晶體、紫色的硫酸鉻鉀晶體、橙色的重鉻酸鉀晶體、淺綠色的硫酸亞鐵晶體、深綠色的硫酸鎳晶體等。然然也想擁有一款屬于自己的晶體。于是，他請(qǐng)教了老師，并在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模褐谱髯仙w。

實(shí)驗(yàn)用品：托盤(pán)天平、大燒杯（500 mL）、玻璃棒、漏斗、濾紙、燒杯、錐形瓶、藥匙、培養(yǎng)皿、鑷子、魚(yú)線、透明筆芯、502膠水、無(wú)色指甲油、卸甲水、厚紙片、硫酸鋁鉀、硫酸鉻鉀、80℃的蒸餾水。

實(shí)驗(yàn)步驟：1.用天平稱量100 g硫酸鋁鉀放入燒杯，稱量12 g硫酸鉻鉀放入燒杯。

2.在燒杯內(nèi)放入400 mL的80℃的蒸餾水，用玻璃棒攪拌，直至固體全部溶解。

3.在燒杯上蓋好厚紙片，靜置幾天。注意燒杯內(nèi)溶液不能振動(dòng)。

4.將燒杯內(nèi)液體倒入錐形瓶，將燒杯底部固體放入培養(yǎng)皿，選取最漂亮的紫色晶體作為晶種。

5.用502膠水將紫色晶體粘在魚(yú)線上，將魚(yú)線綁在透明筆芯上。

6.將錐形瓶中的溶液過(guò)濾，濾液倒入燒杯，將紫色晶體浸入飽和溶液中，透明筆芯橫放在燒杯上。靜置，等待晶體生長(zhǎng)。

7.在晶體生長(zhǎng)期間，將燒杯中晶種以外的晶體移除，以免影響晶體的生長(zhǎng)。同時(shí)，要避免極端的溫度和污染溶液。

8.一個(gè)月后，拉出魚(yú)線，將長(zhǎng)大的晶體取出，用紙巾擦去表面的溶液，用無(wú)色指甲油涂在晶體表面，指甲油干透后，就可以用手觸摸了。

硫酸鋁鉀晶體是一種無(wú)色正八面體形狀的晶體，有玻璃光澤。硫酸鉻鉀晶體是紫紅色到黑色的正八面體形狀的晶體，晶體幾乎不透明。硫酸鋁鉀（明礬）和硫酸鉻鉀的混合溶液析出的晶體，透光后看上去是純紫色，透光性也比較好，非常漂亮。

實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：明礬和硫酸鉻鉀都是有毒的物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)時(shí)要特別注意安全。