红宝石，蓝宝石和绿宝石还有钢，铁，煤等矿物质的分子结构是怎样的？

红宝石化学成分为三氧化二铝(Al2O3),是矿物刚玉的晶体,化学成分为氧化铝,结晶属三方晶系,完善的晶体常为六边形桶状或柱状。

蓝宝石的化学成分为三氧化二铝(Al2O3),是矿物刚玉的晶体,因含微量元素钛(Ti4+)或铁(Fe2+)而呈蓝色。属三方晶系。晶体形态常呈筒状。

刚玉的硬度为摩氏硬度9,仅次于金刚石,是最硬的矿物之一。

钢，铁，主要是铁炭的合金，照比例不同称呼钢和铁，还有硫磷等杂质。

煤的主要成分是炭，还有硫磷及部分有机化合物杂质。

刚玉：名称源于印度，系矿物学名称。刚玉Al2O3的同质异像主要有三种变体，分别为α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。刚玉硬度仅次于金刚石。

刚玉主要用于高级研磨材料，手表和精密机械的轴承材料。作为激光发射材料的红宝石系人造晶体。红宝石和蓝宝石都属于刚玉矿物，除星光效应外，只有半透明-透明且色彩鲜艳的刚玉才能做宝石。红色的称为红宝石，而其他色调的刚玉在商业上统称蓝宝石。

玛瑙：主要成分为二氧化硅，由于与水化二氧化硅（硅酸）交替而常重复成层。因其夹杂氧化金属，颜色可从极淡色以至暗色。用铁、钴、镍等盐类，任它们自然渗透于硅酸凝胶中，能人工制成"玛瑙"，天然玛瑙可能亦是在相似情形下生成的。

分子筛：一种水合硅铝酸盐或天然沸石，自然界中存在一种天然硅铝酸盐，它们具有筛分分子、吸附、离子交换和催化作用。这种天然物质称为沸石，人工合成的沸石也称为分子筛。

图1 A型分子筛的主要结构

分子筛的化学组成通式为：(M)2/nO· Al2O3·xSiO2·pH2O，M代表金属离子(人工合成时通常为Na)，n代表金属离子价数， x代表SiO2的摩尔数，也称为硅铝比，p代表水的摩尔数。分子筛骨架的最基本结构是 SiO4和AlO4四面体，通过共有的氧原子结合而形成三维网状结构的结晶。

红宝石和蓝宝石的主要成分都是Al2O3（刚玉）。红宝石呈现红色是由于其中混有少量含铬化合物；而蓝宝石呈蓝色则是由于其中混有少量含钛化合物。 1900年，科学家曾用氧化铝熔融后加入少量氧化铬的方法，制出了质量为2g-4g的红宝石。 现在，已经 能制造出大到10g的红宝石和蓝宝石。

1、钻石

金刚石是无色正八面体晶体，其成分为纯碳，由碳原子以四价键链接，为目前已知自然存在最硬物质。

由于金刚石中的C-C键很强，所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以金刚石硬度非常大，熔点在华氏6900度，金刚石在纯氧中燃点为720~800℃，在空气中为850~1000℃，而且不导电。

澳大利亚、刚果、俄罗斯、博茨瓦纳和南非是著名的五大金刚石产地。

2、水晶

水晶（英语：quartz）是大陆地壳数量第二多的矿石，仅次于长石，其晶体结构是SiO4硅-氧四面体的连续框架，其中每个氧在两个四面体之间共享，得到SiO2的总化学式，石英的种类有很多，无色全透明的石英称为水晶。

宝石级的水晶主要产于晶洞或伟晶岩脉中，几乎世球各地均有水晶产出。如马达加斯加、赞比亚、巴西、德国、俄罗斯、缅甸、阿富汗等

3、红宝石

主要成分是氧化铝（Al2O3），红色来自铬（Cr）。自然没有铬的宝石是蓝色的蓝宝石。

天然红宝石大多来自亚洲（缅甸、泰国、斯里兰卡、中国新疆、中国云南等），非洲，大洋洲（澳大利亚），以及美洲（美国的蒙大拿州和南卡罗来纳州）。

4、蓝宝石

主要成分是氧化铝（Al2O3）。

产地主要有缅甸、斯里兰卡、泰国、澳大利亚、中国等，但就宝石质量而言，以缅甸、斯里兰卡质量最佳。依据地质成因不同，可分两类：一类是缅甸、斯里兰卡和印度克什米尔产的蓝宝石。另一类是澳大利亚、泰国、中国产的蓝宝石。

5、玛瑙

主要成分为二氧化硅，由于与水化二氧化硅（硅酸）交替而常重复成层。因其夹杂氧化金属，颜色可从极淡色以至暗色。用铁、钴、镍等盐类，任它们自然渗透于硅酸凝胶中，能人工制成"玛瑙"，天然玛瑙可能亦是在相似情形下生成的。

世界上玛瑙著名产地有：中国、印度、巴西、马达加斯加、美国、埃及、澳大利亚、墨西哥等国。墨西哥、美国和纳米比亚还产有花边状纹带的玛瑙，称为“花边玛瑙”。美国黄石公园、怀俄明州及蒙大拿州还产有“风景玛瑙”。我国玛瑙产地分布也很广泛，几乎各省都有，著名产地有：云南、黑龙江逊克、辽宁、河北、新疆、宁夏、内蒙古等。

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