Chemischer Aufbau der Edelsteine

Einteilung der chemischen Stoffe

Alle Materialien lassen sich in drei Gruppen einteilen:

• Grundstoffe bzw. Elemente

So nennt man Stoffe, die sich mit chemischen und alle übrigen herkömmlichen physikalischen Methoden nicht in andere Stoffe zerlegen lassen.

z.B. Gold, Silizium, Schwefel, Sauerstoff

• Gemenge bzw. Gemische

Es sind Mischungen, deren Stoffe chemisch nicht miteinander reagieren. Sie können in jedem beliebigen Verhältnis gemischt werden.

z.B. Legierungen, Luft, Schlamm

• Chemische Verbindungen

So bezeichnet man einen Reinstoff, der aus zwei oder mehr verschiedenen chemischen Elementen besteht, die in einem festen Atomanzahl- und daher auch Massenverhältnis zueinander stehen. Sie besitzen grundlegend andere Eigenschaften als die einzelnen Elemente. z.B. Wasser, Kochsalz, Korund ...

Edelsteine sind meist chemische Verbindungen

Die ca. 100 Elemente, aus denen sich die verschiedenen Substanzen auf der Erde zusammensetzen, sind in der äußeren Erdkruste (16 km Tiefe, einschließlich der Lufthülle) in unterschiedlicher Menge verteilt.

Entsprechend ihrer Häufigkeit sind die verschiedenen Elemente auch am Aufbau der in der Erdkruste vorhandenen Mineralien beteiligt.

lonenverbindungen

Die meisten Edelsteine sind lonenverbindungen, d. h. sie setzen sich aus Metall und Nichtmetall zusammen. Die Verbindung der beiden Elemente wird dadurch erreicht, dass das Metall sein/e Valenzelektron/en abgibt und diese vom Nichtmetall aufgenommen werden (so entsteht die stabile Edelgaskonfiguration bei Metall- und Nichtmetallionen). Die dadurch entstandenen lonen sind jetzt positiv bzw. negativ geladen. Durch Anziehung entsteht das lonengitter der Kristalle. Es entsteht eine neue Verbindung mit völlig neuen Eigenschaften.

Elemente

Wenige Mineralien bestehen nur aus einem einzigen Element und haben damit eine Atombindung,

z. B. Diamant (C) oder Schwefel (S). Hier bindet sich Nichtmetall mit Nichtmetall, Die Edelgaskonfiguration entsteht durch gemeinsame Nutzung von Valenzelektronen.

(Klausur frage könnte lauten: Was ist der Unterschied zwischen Ionen Verbindung und Elementen?)

Ihrem chemischen Aufbau entsprechend geben chemische Formeln Aufschluss über die Zusammensetzung:

Diamant → C

Rubin / Saphir → Al2O3

Beryll → Al2Be3(Si6018)

Welche Informationen lassen sich aus der chemischen Formel ablesen?

• Aus welchen Elementen das Mineral aufgebaut ist.

• In welchem Mengenverhältnis die einzelnen Atomarten beteiligt sind.

•In welchem Gewichtsverhältnis die einzelnen Atomarten zueinander stehen.

• Ob ein Stein idio- oder allochromatisch gefärbt ist, d.h. ob farbgebende Elemente in der Formel vorhanden sind oder nicht.