蓝绿晶和蓝晶石的区别

属性不同、物理性质不同、用途不同。

1、属性不同。蓝晶石：蓝晶石是一种耐火度高、高温体积膨胀大的天然耐火原料矿物。属于高铝矿物。蓝宝石：蓝绿色又称蓝宝石，是刚玉宝石中除红宝石之外，颜色刚玉宝石的通称，主要成分是氧化铝。属于刚玉族矿物。

2、物理性质不同。蓝晶石：呈蓝色，晶石上面有斑点，或纹理颜色不均匀，致使中部颜色较深。玻璃光泽，断口可具玻璃光泽至珍珠光泽。单晶体常呈平行于(100)的长板状或刀片状。蓝宝石：颜色不均，平行六方柱面排列的，深浅不同的平直色带和生长纹。聚片双晶发育，常见百叶窗式双晶纹。明亮玻璃光泽。常呈桶状，柱状，少数呈板状或叶片状。

3、用途不同。蓝宝石：运用于首饰、艺术品等。早在古埃及、古希腊和古罗马，被用来装饰清真寺、教堂和寺院，作为宗教仪式的贡品。自从近百年宝石进入民间以来，蓝宝石分别跻身于世界五大珍辰石之列，是人们珍爱的宝石品种。蓝晶石：由于蓝晶石矿物的特性，用来制造优良的高级耐火材料、耐火砂浆、水泥、铸造耐制品、塑料捣打混合料、技术陶瓷、汽车发动机的火花塞、绝缘体、球磨机球体、试验器皿，耐震物品等。可用电热法炼制硅铝合金，用于飞机、汽车、火车、船舶的部件上。

　从大量的考古资料得知,我国出土的玉器质料主要是传统的玉石,但伴随出土的也有宝石，那么你对蓝宝石，红宝石了解多少呢下面我给你分享一下蓝红宝石是怎么形成的吧。

　宝石的形成过程

　宝石形成大致分为四个过程

　1、熔岩和相关液体

　2、环境变化

　3、地表水与

　4、地幔的形成

　蓝宝石 红宝石的成分

　红宝石和蓝宝石矿物学名都是刚玉三方晶系,晶体常呈桶状、锥状、板状、柱状、不规则粒状等,晶面上常有斜纹或横纹硬度9,比重395～410折光率：N0=1767～1772,N0=1759～1763;重折率0008～0009成分中混入金属铬呈红色;混入铁、钛、锰等呈蓝色或其它色调现今,在宝石学中和珠宝商业界,除了红色透明者称红宝石外,其它各色刚玉的透明晶体(能做宝石者),皆称“蓝宝石”如**者,称“**蓝宝石”;绿色者,称“绿色蓝宝石”等

　在红宝石和蓝宝石中还有两个特殊品种,称“星彩红宝石”和“星彩蓝宝石”这种宝石一般不透明或近于半透明,琢磨成弧面型宝石后,在弧形顶面上出现六条放射状的光带,宛如一颗闪光的星星

　红宝石,我国古有“红刺”、“照殿红”及“巴拉斯”之称现已知“巴拉斯”一名实指矿物学名叫“尖晶石”的宝石蓝宝石,我国古有“瑟瑟”之称,而古代的“瑟瑟”作为珠宝名称也兼指其它蓝色或绿色的宝石近些年来,在华东、华南等地发现了蓝宝石的产地,红宝石目前尚未发现如果在古墓中发现蓝宝石,很可能来自泰国、缅甸、斯里兰卡等地;红宝石很可能来自缅甸、泰国、柬埔寨

　祖母绿元末文学家陶宗仪在《缀耕录》中称为“助水刺”

　绿宝石,一般泛指可做宝石的各色透明的绿柱石矿物晶体根据颜色不同,它们都有各自的名称比如,天蓝色者称“海蓝宝石”;黄绿色者称“橄榄海蓝宝石”;纯**者称“金黄绿宝石”;淡红色者称“玫瑰绿宝石”等只有当成分中含铬,使其颜色变得浓绿或翠绿时,才是祖母绿

　祖母绿独特的翠绿色是因为晶体中混入了金属铬离子,三氧化二铬的含量一般在015～020%,深翠绿色者三氧化二铬的含量可达05～06%晶体常呈六方柱状硬度75,比重271透明,有玻璃光泽折光率：No=1585,No=1579;重折率0006晶体中常有瑕疵,多呈闪亮的小片,亦称“蝉翼”祖母绿由于颜色美丽,有“绿宝石之王”的誉称四千多年前,在古埃及和希腊就被用做首饰镶嵌品,常琢磨成盘型或价梯型,工艺美术界专称“祖母绿型”

(一)蓝宝石颜色

蓝宝石主要有无色、蓝色、绿色、**、橙色、棕色、粉红色、紫色、灰色、黑色等多种颜色。国际珠宝界依据颜色将刚玉宝石划分为红宝石、蓝宝石两大品种。传统划分中,中到深红色刚玉宝石统称为红宝石,除去红宝石以外的其他所有颜色的刚玉宝石统称为蓝宝石。浅红色刚玉宝石被划归在蓝宝石品种中,因此出现了浅红色蓝宝石、粉红色蓝宝石的名称。在实际应用中粉红色蓝宝石与红宝石的界限是很难准确划分的。1989年在曼谷召开的国际有色宝石协会(简称ICA)年会上对红、蓝宝石界限提出了一个新的原则,即把所有具红色色彩的刚玉宝石划归为红宝石,其他颜色的刚玉宝石划归为蓝宝石。

蓝宝石的颜色十分丰富,它几乎包括了可见光光谱中的橙、黄、绿、青、蓝、紫所有颜色(图5-7)。刚玉属他色矿物,纯净蓝宝石的颜色是无色,但是绝大多数蓝宝石中含有一定量的微量元素。这些微量元素直接影响到蓝宝石的颜色。蓝色蓝宝石的颜色主要是因为含有微量的铁和钛元素。铁和铬两种元素同时存在于蓝宝石中可以使蓝宝石呈现金色或橙色,如果其中只有铬元素则形成粉红色蓝宝石和红色红宝石。微量元素的不同组合方式成就了蓝宝石的非凡色彩,通常称为彩色蓝宝石。刚玉中不同微量元素与颜色的对应关系见表5-2。

图5-7 各种颜色的彩色蓝宝石

表5-2 蓝宝石中不同致色元素与颜色的对应关系表

不同产地产出蓝宝石的颜色也有一定的规律性可循。下面将按照颜色系列对不同产地产出的蓝宝石进行描述。

1蓝色系列

蓝色系列是蓝宝石中分布最广泛的颜色系列(图5-8)。全球所有刚玉产地几乎都有蓝色蓝宝石的产出。虽然阿富汗瓦尔达克、坦桑尼亚温扎等矿区以产出红宝石为主,但也有少量的蓝色蓝宝石产出。蓝色蓝宝石是整个刚玉族宝石中分布最广的颜色品种。

图5-8 蓝色蓝宝石

2**系列

斯里兰卡**蓝宝石具有浅黄到中等色调的**,并且没有任何褐色色调。其中有些较深的色调经过热处理后可以产生天然**蓝宝石中非常少见的深**、金色和橙色。非常罕见的粉橙色帕德玛蓝宝石主要产自斯里兰卡和越南。坦桑尼亚翁巴矿区偶尔也可出现类似帕德玛蓝宝石颜色的棕橙色蓝宝石。泰国产的优质**蓝宝石可以达到金**到橙色。澳大利亚昆士兰**蓝宝石颜色发绿。斯里兰卡、泰国和澳大利亚是深**蓝宝石的主要产地(图5-9)。

图5-9 **蓝宝石

3绿色系列

虽然最优质的绿色蓝宝石来自斯里兰卡,但是非常稀少。斯里兰卡绿色蓝宝的颜色比泰国、澳大利亚、中国山东产出的绿色蓝宝石的颜色浅。泰国、澳大利亚、中国山东绿色蓝宝石的颜色趋于蓝绿色或黄绿色,灰度较重。克拉质量超过10ct,颜色和净度都很好的绿色蓝宝石非常稀缺,但市场需求也并不大(图5-10)。

图5-10 绿色蓝宝石

4紫色系列

该系列主要包括紫罗兰色和紫色蓝宝石,其主要产地是缅甸抹谷、斯里兰卡和越南。紫红色蓝宝石的价格甚至可以与红宝石相当。

5BGY型蓝宝石

来自澳大利亚东部、泰国—柬埔寨拜林地区、中国山东昌乐地区(图5-11)、马达加斯加北部安齐拉纳纳地区的蓝宝石,均属于玄武岩型岩浆岩成因。这些矿区产出的蓝宝石颜色以蓝/蓝紫色—蓝绿/黄绿—**三种颜色为主,因此被称为BGY型蓝宝石,即蓝—绿—**蓝宝石。

图5-11 山东昌乐BGY型蓝宝石

(二)蓝宝石致色原因

蓝色蓝宝石致色原因主要是异核原子价态之间的电荷转移。蓝色蓝宝石中Fe2+与Ti4+分别位于相邻的以面相连的八面体中,Fe、Ti离子的距离为0265nm,二者的d轨道沿结晶轴重叠,当电子从Fe2+中迁移至Ti4+中时,Fe2+转变为Fe3+,而Ti4+转变为Ti3+,即Fe2++Ti4+→Fe3++Ti3+。在电荷转移过程中,伴随着光谱吸收能量为21eV,吸收带的中心位于588nm,其结果是在蓝宝石的c轴方向只透过蓝色,呈现蓝色(图5-12)。当两个八面体在垂直c轴方向上以棱相连接时,电荷转移吸收带略向长波方向位移,使蓝宝石在非常光方向上呈现蓝绿色。

图5-12 蓝色蓝宝石颜色成因

**和橙色蓝宝石致色原因有两种主要解释:一是同核原子间的电荷迁移致色,二是色心致色。泰国和澳大利亚**和橙色蓝宝石光谱中铁吸收带的存在,证明这些**蓝宝石的致色机理可能与铁离子有关。Fe2+转变为Fe3+过程伴随着光谱吸收,从而产生**或橙色。不同的致色解释出现在斯里兰卡蓝宝石中,该产地的**或橙色蓝宝石的致色原因主要是因为空穴中心致色。二价阳离子替代刚玉晶格中的三价铝离子,在晶格位置形成正电荷不足的位置——正电荷陷阱。为了维持电中性,二价阳离子周围必须有相应的一价阳离子存在或产生电子空位。氧化条件下加热蓝宝石时,电子空位形成并释放出一价阳离子用于平衡所缺失的一价阳离子。因此,二价杂质离子和电子空位共同对可见光吸收产生**或橙色。

在一些珠宝广告、杂志里面我们经常会看到一张里面明明是紫色的宝石，但是它还是叫蓝宝石。有的人可能就会说，这不是欺负我是色盲吗？但其实是因为珠宝行业给宝石取名字的惯例。所有的宝石分为两种，蓝宝石和红宝石。红宝石都是红色的，所以说除了红色之外的宝石全部都叫做蓝宝石。不管蓝色宝石还是红色宝石，这些都只是为了取一个名字将这些宝石区分开来。

我们很多人都以为宝石叫什么名字就是什么颜色，比如说红宝石就是红色的，然后翡翠肯定就是绿色的。其实蓝宝石并不是这样子的，蓝宝石有蓝色的，但是还有其他颜色，比如粉色，紫色，灰色。虽然这些不是蓝色，但是它们都叫做蓝宝石。

在很多新闻里面，我们都会看到很多人以为自己非常懂得鉴别宝石，所以他就会花大价钱去购买，但其实最后发现自己上当了，买到了假货。那怎样才能选到好的宝石呢？首先是宝石的颜色。很显然，如果一块质量非常好的宝石，那么它的颜色一定会非常饱和光鲜，不会像那些廉价宝石那么暗淡。

然后是宝石的纯度，很多宝石里面是有杂质的。甚至有的非常夸张，用肉眼就可以看见里面的杂质。质量稍微好一些的宝石需要通过专业的道具和仪器才能够看出来它里面的那些细微的杂质。但是蓝宝石的纯度非常高，几乎是没有杂质的。

蓝宝石并不全是蓝色的。

蓝宝石只是一个对于刚玉宝石的总称，在刚玉宝石中，除了红色的被称作红宝石外，其他的基本都都称作蓝宝石，具体被称作蓝宝石的刚玉宝石颜色有蓝色、淡蓝色、绿色、**、灰色以及无色等。

除此之外，蓝宝石还有这一个庞大的支系——彩色蓝宝石，除了红色和蓝色以外的所有刚玉宝石都被称作彩色蓝宝石，由于色彩太丰富，让人有进入梦幻的童话世界一般。故香港人爱把它们称作幻彩蓝宝石。

扩展资料：

由于颜色不一，所以将蓝宝石颜色分级为以下几种：

1、亮蓝

亮蓝是蓝宝石颜色分级中的最高级的一个颜色，是一种可以避免不透明或者过分着色的高饱和度蓝色，同时亮蓝色蓝宝石的鲜艳度也是在这颜色分级中最好的。

2、鲜蓝

具有鲜蓝色的蓝宝石在色彩上比亮蓝稍淡一些，但却非常受追捧。

3、品蓝

品蓝的颜色则颜色更接近深蓝，但鲜艳度比深蓝稍低，是极罕见的一个色。

4、中蓝

中蓝的颜色不深也不浅，并且具有着非常好的鲜艳度，饱和度介于50%至70%，因此在视觉感受上能给人非常好的感觉。

5、天蓝

天蓝比中蓝要淡，饱和度也低一些，在20%至40%之间。天蓝色蓝宝石有有优良(excellent)的鲜艳度，还伴有白色反光。

参考资料：

——蓝宝石

因为构成宝石的成分不同。红宝石因含有微量铁而呈洋红色。蓝宝石与红宝石一样是一种刚玉，由于含有各种各样氧化物而呈蓝色或紫蓝色。钻石是最珍贵的宝石，它只含有一种元素——碳。其实宝石就是一种宝贵的石头，一种矿物。黄铜矿是黄铜色的，石英是无色透明的，铁矿石黑色的。

天然及合成绿色蓝宝石的辨别特征

将深蓝色原石切磨成正面可见其绿或蓝绿之多向色，则可形成天然绿色蓝宝石，市场上也可见黄绿和灰绿色蓝宝石，但价值较低。

合成绿色蓝宝的大部分特性与天然品相同，两者的折射率范围皆为176至177，折射率差值为0008，透过放大观察、紫外光测试和光谱仪的检测，应可分辨两者。

19世纪末，火焰法合成刚玉就已进入珠宝市场，透过放大设备检视，可能见到火焰法合成绿色蓝宝石内有气泡；浸入液体观察，可能见到弧形色带；天然绿色蓝宝石在紫外光照射下无反应；而火焰法合成绿色蓝石，在长波紫外光下可能呈现弱橙色反应，短波下呈现晦暗的褐红色。

火焰法合成绿色蓝宝石的光谱图在670~680nm处呈现特有的吸收线或吸收带，及有时530nm处有吸收线；天然绿色蓝宝在450、460和471nm处有吸收带。不同的光谱吸收模式导因于不同的致色元素：合成绿色蓝宝石为钴，天然为铁及钛。

水热法合成刚玉在俄国制造，不同于火焰法合成蓝宝石，水热法宝石可能呈现平直或角状生长纹，包括山形纹。镍则是俄国水热法合成绿色蓝宝石的典型致色元素。

使用镍元素于水热法合成绿色刚玉，制造出不同的多向色性，天然绿色蓝宝石为黄绿、绿或蓝绿平行于C轴，及蓝绿至蓝垂直于C轴；由镍致色的绿色水热法合成蓝宝石为红橙色至黄橙色平行于C轴，及蓝绿至黄绿色垂直于C轴。

放大设备下，可能在天然绿色蓝宝石中见到丝状物，金红石针状物通常为3组互为60°交错排列，其它在天然品内可见的特征包括：90°交角的水铝石Boehmite针状物、环绕环状深色裂纹的锆石晶体、似指纹状内含物、六角形生长纹及色域。

一、传统宝石学颜色成因

传统宝石学主要基于宝石的化学成分和外部构造特点，将宝石颜色划分为自色、他色和假色。

1自色

由作为宝石矿物基本化学组分中的元素而引起的颜色，这些致色元素多为过渡金属离子，如铁铝榴石、绿松石、孔雀石、蓝铜矿等。

2他色

由宝石矿物中所含杂质元素引起的颜色。他色宝石在十分纯净时呈无色，当其含有微量致色元素时，可产生颜色，不同的微量元素可以产生不同的颜色。如尖晶石，其化学成分主要是Mg Al2O4，纯净时无色，含微量的Co元素时呈现蓝色，含微量Fe元素时呈现褐色，而含微量Cr元素时呈现红色。另外同一种元素的不同价态可产生不同的颜色，如含Fe3＋常呈棕色，含Fe2＋则呈现浅蓝色。同一元素的同一价态在不同的宝石中也可引起不同的颜色，如Cr3+在刚玉中产生红色，在绿柱石中产生绿色。

3假色

假色与宝石的化学成分和内部结构没有直接关系，而与光的物理作用相关。宝石内常存在一些细小的平行排列的包裹体、出溶片晶、平行解理等。它们对光的折射、反射等光学作用产生的颜色就是假色。假色不是宝石本身所固有的，但假色能为宝石增添许多魅力，这一方面的具体内容已在宝石的特殊光学效应一节里进行了较详细的叙述。

二、近代科学宝石颜色的成因

随着科学的发展，人们发现宝石的颜色不仅仅取决于其化学组成，更重要的是取决于其内部结构。近代科学颜色成因理论打破了传统颜色成因理论中的自色、他色的界限，从晶体场理论、分子轨道理论和能带理论等的角度揭示了宝石颜色成因的本质。

（一）离子内部的电子跃迁呈色（晶体场理论）

晶体场理论研究的对象是处于宝石晶体结构中的过渡金属元素和某些镧系、锕系元素。它把晶体场看成一种正负离子间的静电作用，将带有正电荷的阳离子称为中心离子，把带有负电荷的阴离子和络阴离子统称为配位离子，或简称配位体。晶体场理论与其他理论的区别在于，它把配位体处理为一个点电荷，点电荷作用的实质是产生静电势场力，这种静电势电场又被称之为晶体场。晶体场跃迁包括d-d跃迁和f－f跃迁。元素周期表中第四、五周期的过渡金属元素分别含有3d和4d轨道，镧系和锕系元素分别含有4f和5f轨道。在配位体的存在下，过渡元素五个能量相等的d轨道和镧系元素七个能量相等的f轨道分别分裂成几组能量不等的d轨道和f轨道。当它们的离子吸收光能后，低能态的d电子或f电子可以分别跃迁至高能态的d或f轨道，这两类跃迁分别称为d-d跃迁和f－f跃迁。由于这两类跃迁必须在配位体的配位场作用下才可能发生，因此又称为配位场跃迁。

过渡金属元素的d-d电子跃迁引起宝石颜色变化的最好例子是红宝石、祖母绿及变石，图1-4-11为三者的紫外可见吸收光谱。

图1-4-11 红宝石、祖母绿及变石的UV吸收光谱

A——红宝石；B——变石C——祖母绿

红宝石中致色离子为Cr3＋，从Cr3+的3d3电子组态导出的自由离子谱项为：基谱项为4F，激发谱项为4P、2G、2D等。八面体场中，由基谱项4F分裂为三个能级，即4A2、4T2、4T1。红宝石的吸收光谱特征表明，在可见光区域内，出现两个强而宽的吸收带，分别由4A2→4T2、4A2→4T1能级之间的跃迁所致。d电子在4A2→4T2、4A2→4T1能级间跃迁的过程中，分别吸收225和302e V能量，其余吸收后的残余能量组合成红宝石的颜色（见图1-4-12）。

祖母绿吸收光谱特征表明（见图1-4-13），在可见光区域内，出现两个强而宽的吸收带，分别由4A2→4T2、4A2→4T1能级之间的跃迁所致。d电子在4A2→4T2、4A2→4T1能级间跃迁的过程中，分别吸收204和292e V能量，其余吸收后的残余能量组合成祖母绿的颜色。

图1-4-12 红宝石的UV吸收光谱

图1-4-13 祖母绿的UV吸收光谱

变石的化学式组成（BeAl2O4）介于红宝石和祖母绿之间，影响铝氧八面体的金属离子只有Be一种，因此Cr3＋离子与周围配位体电场强度低于红宝石而高于祖母绿，它的金属氧离子之间化学键的性质也介于红宝石和祖母绿之间。变石中Cr3＋离子4A2→4T2跃迁吸收的能量为216eV，介于红宝石（225eV）和祖母绿（204eV）之间，而4A2→4T1跃迁所吸收的能量（298eV）与红宝石和祖母绿相差不大。在可见光区域内，变石中红光和蓝绿光透过的几率近于相等，于是外部环境的光源条件（色温）就决定了变石的颜色。例如，色温较高的日光灯中蓝绿色成分偏多，导致变石中蓝绿色成分的叠加，而呈现蓝绿色。反之，白炽灯光源中色温偏低，导致变石中红色成分的叠加，而呈现红色（见图1-4-14）。

图1-4-14 变石的UV吸收光谱

（二）离子间的电荷迁移呈色（分子轨道理论）

分子中单个电子的状态函数称为分子轨道。根据分子轨道模型，认为一个分子中所有的轨道都扩展至整个分子上。占据这些轨道的电子不是定域在某个原子上，而是存在于整个分子之中。根据分子轨道理论，电子可以从这一个原子轨道上跃迁到另一个原子轨道上去，这种电子跃迁称为电荷迁移。

某些分子既是电子给体，又是电子受体，当电子受辐射能激发从给体外层轨道向受体跃迁时，就会产生较强的吸收，这种光谱称为电荷迁移光谱。伴随电荷转移，在吸收光谱中产生强吸收带，如果电荷转移带出现在可见光范围内，则产生相应的颜色。电荷迁移有多种形式，它可以发生在同核原子价态之间，也发生在异核原子价态之间。

1金属—金属原子间的电荷迁移

金属—金属原子间的电荷迁移可分为同核原子价态之间的电荷迁移和异核原子价态之间的电荷迁移。

（1）同核原子价态之间的电荷迁移

同核原子价态之间的电荷迁移来自不同价态的同一过渡元素的两个原子之间的相互作用，当两个不同价态的同核原子分布在不同类型的格点中，且两者之间有能量差时，电子可发生转移，并产生光谱吸收带，从而使宝石呈现颜色。堇青石的蓝紫色的产生是这种情况的典型实例。在堇青石中，Fe3+和Fe2+分别处于四面体和八面体位置中，两个配位体以共棱相接，当可见光照射到堇青石时，其Fe2+的一个d电子吸收一定能量的光跃迁到Fe3+上，此过程的吸收带位于17000cm-1（相当于黄光），使堇青石呈现蓝色。蓝色、绿色电气石和海蓝宝石也是由于Fe2+-Fe3+间的电荷迁移而呈的色。

（2）异核原子价态之间的电荷迁移

图1-4-15 蓝宝石的UV吸收光谱

异核原子价态之间的电荷迁移的典型实例是蓝宝石（见图1-4-15），在蓝宝石中Fe2+与Ti4+分别位于相邻的以面相连接的八面体中，Fe、Ti离子的距离为0265nm，二者的d轨道沿结晶轴重叠，当电子从Fe2+中跑到Ti4+中时，Fe2+转变为Fe3+，而Ti4+转变为Ti3+，即Fe2++Ti4+→Fe3++Ti3+。电荷迁移的这一过程，伴随着的光谱吸收能为211eV，吸收带的中心位于588nm，其结果是在蓝宝石的c轴方向只透过蓝色，呈现蓝色。当两个八面体在垂直c轴方向上以棱相连接时，这时电荷转移吸收带略向长波方向位移，使蓝宝石在非常光方向上呈现蓝绿色。异核原子价态之间的电荷迁移，也是蓝色黝帘石、褐色红柱石呈色的原因。

2其他类型的电荷迁移

除了上述两种类型的电荷迁移外，还有非金属与金属原子之间的电荷迁移和非金属与非金属原子之间的电荷迁移。

宝石中常见的非金属与金属原子之间的电荷迁移为O2-→Fe3+。02-与Fe3+之间的电荷迁移对可见光光谱中紫色、蓝色光强烈吸收，导致宝石呈金**。金**绿柱石、金**蓝宝石的颜色均由02-→Fe3+之间的电荷迁移引起。

（三）能带间的电子跃迁呈色（能带理论）

能带理论是研究宝石材料的一种量子力学模式，是分子轨道理论的进一步发展。它较好地解释了天然彩色钻石的呈色机理及其金刚光泽的产生原因。能带理论认为：固体中电子并非束缚于某个原子上，而为整个晶体所共有，并在晶体内部三维空间的周期性势场中运动。电子运动时的能量具一定的上下限值，这些电子运动所允许的能量区域就称之为能带。它与晶体场理论和分子轨道理论的区别是：晶体场理论和分子轨道理论主要适用于局部离子和原子团上的电子，电子是定域的，是局部态之间的跃迁；能带理论则与之相反，它认为电子是不定域的，是非局部态之间的电子跃迁。能带又可分为：①导带（又称空带），由未填充电子的能级所形成的一种高能量带。②带隙（又称禁带），价带最上部的面（又称为费米面）与导带最下部面之间的距离，禁带的宽度随矿物键性的不同而不同；③价带（又称满带），由已充满电子的原子轨道能级所构成的低能量带，当自然光通过宝石时，宝石将吸收能量使电子从价带跃迁至导带，所需的能量取决于带隙的宽度，即价带顶部与导带底部间的能量差，又称能量间隔，一般用ΔEg表示。不同的宝石由于能量间隔不同而呈现不同的颜色。与晶体场理论一样，电子从导带返回至价带的过程中，其吸收的能量仍以光的形式发射出来。例如，Ⅱa型钻石带隙的能量间隔（ΔEg=54e V）大于可见光的能量，即电子从价带跃迁至导带时吸收的能量为54e V，故吸收主要发生在紫外光区，对可见光能量无任何吸收，故理论上，IIa钻石为无色（见图1-4-16）；由于Ⅰb型钻石中含有微量的孤氮原子，氮原子外层电子（1s22s22p3）比碳原子（1s22s22p2）多一个，额外的电子则在禁带中生成一个杂质能级（氮施主能级），由此缩小了带隙的能量间隔，电子从杂质能级跃迁至导带所吸收的能量为22e V（564nm），故该类钻石显橙**（见图1-4-17）。

（四）晶格缺陷呈色

宝石晶体结构中的局部范围内，质点的排列偏离其格子状构造规律（质点在三维空间作周期性的平移重复）的现象，称为晶格缺陷。其产生原因与宝石晶体内部质点的热振动、外界的应力作用、高温高压、辐照、扩散、离子注入等有关。

例如，在上地幔的高温高压环境中结晶出的金刚石晶体，被寄主岩浆（金伯利岩岩浆或钾镁煌斑岩岩浆）快速携带到近地表时，温压条件的迅速改变和晶体与围岩物质的相互碰撞，则易导致侵位金刚石晶体的结构局部发生改变，并诱发晶格缺陷，使一部分原本无色的金刚石的颜色发生改变，从而形成褐黄、棕**及粉红色金刚石。

图1-4-16 Ⅱa型钻石中电子跃迁图示

图1-4-17 Ⅰb型钻石中电子跃迁图示

色心作为晶格缺陷的一种特例，泛指宝石中能选择性吸收可见光能量并产生颜色的晶格缺陷。属典型的结构呈色类型。色心的种类十分复杂，但最常见的为电子心（F心）、空穴心（V心）及杂质离子心。

1电子心（F心）

电子心（F心）是由宝石晶体结构中阴离子空位引起的。就整个宝石晶体而言，当阴离子缺位时，空位就成为一个带正电的电子陷阱，它能捕获电子。如果一个空位捕获一个电子，并将其束缚于该空位，这种电子呈激发态，并选择性吸收了某种波长的能量而呈色。因此，电子心是由一个阴离子空位和一个受此空位电场束缚的电子所组成的。例如，紫色萤石晶体中的氟离子离开正常格位，而形成一个阴离子空位（缺少负电荷），该结构位显示正电性，形成一个带正电的电子陷阱。为了维持晶体的电中性，阴离子空位必须捕获一个负电子，由此产生了颜色。

2空穴心（V心）

空穴心（V心）是由晶体结构中阳离子缺位引起的。从静电作用考虑，缺少一个阳离子，等于附近增加了一个负电荷，则附近一个阴离子必须成为“空穴”才能保持静电平衡。因此，空穴心是由一个阳离子空位捕获一个“空穴”所组成的。例如，烟晶中以类质同象形式替代Si4+的Al3+杂质，在晶格位中形成正电荷不足的位置（正电荷陷阱），为了维持暂时的电中性，Al3+离子周围必须有相应的正一价阳离子存在。当水晶受到辐照后，与最近邻的O2-将失去一个多余的电子，而残留下一个空穴，形成空穴心（V心）。利用辐照源的带电粒子（加速电子、质子）、中子或射线辐照宝石，通过带电粒子、中子或Y射线与宝石中离子、原子或电子的相互作用，最终在宝石中形成电子－空穴心或离子缺陷心。如辐照处理钻石、蓝黄玉等，辐照的本质是提供激活电子、格位离子或原子发生位移的能量，从而形成辐照损伤心。