El color de los minerales

De especial interés, aunque sólo sea por el aspecto estético, es el color de los minerales para cada coleccionista. De hecho, en el mundo de los minerales observamos casi todas las tonalidades de color, que va desde el rojo intenso de la crocoíta y ciertas vanadinitas, al amarillo intenso del oropimente y de algunos minerales de uranio, pasando por el verde esmeralda de la dioptasa y de la propia esmeralda, y por varias graduaciones de verde hierba en numerosos minerales de cobre, al azul del lapislázuli y de las azuritas, al violeta de la amatista.

El tornasolado de las piedras preciosas.

Ciertas gemas tienen colores cambiantes que varían al variar la iluminación y, también, según la dirección desde la que se observan. La alejandrita, por ejemplo, es una rarísima y extraña piedra que se encontró en el siglo XIX por primera vez en los Urales, y que se denominó así en honor al zar Alejandro, entonces reinante.

Esta piedra, que de día es claramente verde azul, si se observa con la luz de una pequeña lámpara o con una vela se transforma en un bello color rojo intenso. La cordierita «azul» de Ceilán se convierte en amarillenta si se observa según una determinada dirección, y también muestran extraordinarias propiedades de mutación las famosas andalucitas del Brasil.

A menudo estas gemas se cortan en forma tal que destacan esta propiedad o hacen resaltar en la piedra montada el color más bello.

Algunas piedras, además, cambian netamente de color, sobre todo si se exponen a la acción de la luz o, mejor todavía, de radiaciones de alta energía como los rayos X o los rayos gamma. De hecho, algunos circones de color rojo intenso tienden a aclararse, y en este caso el color originario tiende a volver tras una larga exposición en la oscuridad.

Otro «camaleón» de este género es la hackmanita, que se colorea intensamente de violeta tras una exposición a los rayos ultravioleta, pero que tiende a perder el color rápidamente si se vuelve a exponer a la luz del día.

La kunzita, recién hallada, es de color netamente azul y, en cambio, es rosada la piedra conservada en las colecciones o utilizada como gema, y, a menudo, el cuarzo puede transformarse de incoloro hasta llegar a negro (cuarzo ahumado) por exposición a las radiaciones, dentro de un reactor nuclear.

El porqué del color.

¿Cómo es posible que esto ocurra? Existen razones para todo esto, pero no son tan sencillas de exponer. El caso más evidente es aquel que determina un cierto color según el contenido de ciertos metales. Por ejemplo, muchos minerales de cobre son verdes o azules, precisamente porque la mayor parte de los compuestos de este metal presentan tal color (piénsese en el sulfato de cobre); los minerales de cobalto presentan todos, una variedad maravillosa de tonos rojos más o menos intensos; los de manganeso son a menudo de un color rosado, etc.

En otros casos se tienen también coloraciones intensas sin que existan contenidos de metales de este tipo, por ejemplo, hace algún tiempo se sospechaba que en la amatista existía un fuerte contenido de manganeso y de titanio, es decir, metales que en ciertas condiciones dan un magnífico tinte violeta a los cristales y a algunos compuestos; sin embargo, una búsqueda profunda ha revelado que esto no es cierto (aunque muchos textos escolares se refieren todavía a estas ideas).

Análogamente, en la blenda oscura so sospechosa que existiesen grandes cantidades de hierro, aunque, recientemente se ha demostrado que la blenda de este color puede tener la misma cantidad de hierro que se encuentra en las variedades claras.

Para tratar de comprender todos estos fenómenos es preciso recurrir a las complicadas teorías de la física y de la química, que trata del estado físico y de los electrones dentro de la materia. Se ha demostrado, de hecho, que los electrones pueden tener solamente ciertos niveles de energía bien definidos: «el salto», entre uno y otro, de tales niveles determina la absorción (o la emisión de un cierto tipo de radiación que puede ser claramente luz visible y por tanto, coloreada, conteniendo en general sólo algunos componentes del espectro y no todos.

Los «metales de transición».

Para los elementos como el cobre, el cobalto, el manganeso, etc., se tiene una situación particular dado que corresponden a los así llamados «metales de transición, que tienen una cierta cantidad de niveles libres para los electrones que pueden «saltar» fuera y dentro fácilmente, es decir, sin emplear grandes cantidades de energía.

Para otros, como, por ejemplo, el sodio, el potasio, el silicio, etc., que no son metales de transición, los niveles libres para los electrones requieren energías más elevadas que corresponden a asaltos relacionados con el ultravioleta y, por tanto, no eficaces para la luz visible. En algunos casos, además, se pueden tener minerales coloreados también por estos elementos, aquí existen dos casos distintos: o una coloración semejante sucede por la presencia de impurezas notables de metales de transición, ya vistos (por ejemplo, se obtienen magnificas variedades cobaltíferas rosadas de dolomitas), o bien, por electos más complicados ligados a la estructura electrónica del sólido.

En muchos casos la presencia de cantidades pequeñísimas de elementos extraños en un sólido es suficiente para dar origen a una nueva serie de niveles permitidos por los electrones, análogamente, estos niveles pueden ser creados por la presencia de defectos de la estructura cristalina, eventualmente favorecida por pequeñas cantidades de elementos extraños.

En todos los casos en los que el color está ligado a niveles causados por defectos de estructura, la irradiación del cristal con radiaciones de energía, suficiente como para romper el retículo cristalino, pueden modificar de modo muy sensible el color del mineral.

Las razones del pleocroísmo. Para explicar las diferencias del color que dependen de la dirección según la cual se observa un cristal (es decir, el llamado pleocroísmo), existen también teorías muy complicadas. El principio sobre el cual se basa es que dentro de un cristal las propiedades físicas no son iguales en todas las direcciones, sino que varían, incluso notablemente.

Esto se debe a la particularidad del cristal, que está formado por un edificio de átomos que no es exactamente igual en todas las direcciones, sino sólo en algunas. Puesto que la propiedad de la absorción y la refracción de la luz está ligada a la movilidad de los electrones, es obvio que si ésta es distinta en varias direcciones (por ejemplo, para la diversidad de enlaces químicos determinados), deben producirse efectos distintos.

Por ejemplo, las reglas de la simetría imponen que en el sistema cúbico o monométrico, los cristales deben de tener las mismas propiedades ópticas en todas las direcciones, mientras que, para simetrías más bajas, esta propiedad puede estar expresada sobre la base de dos o tres comportamientos límites, que pueden ser completamente distintos.

Otro ejemplo: el diamante, que es cúbico, el color permanece rigurosamente igual en todas las direcciones y así, también, tiene un solo valor en el índice de refracción, mientras que para el cuarzo, que es trigonal, esto ya no ocurre; de hecho, el cuarzo no tiene un solo índice de refracción, sino dos, que dan distintos valores según la dirección en que se le observa; análogamente, el color de la amatista (que es una variedad del cuarzo) no es perfectamente igual en cada dirección, si bien estas diferencias, en este caso particular, son más bien marginales.

A la turmalina, que tiene una simetría no muy lejana a la del cuarzo, a menudo los efectos del color son muy vistosos y la absorción de la luz varia muchísimo si la piedra se observa según la dirección longitudinal (también a igual longitud de onda) o perpendicularmente a esta dirección. Por último, para la cordierita, que pertenece al sistema rómbico y que tiene, por tanto, una simetría todavía menos elevada que la del cuarzo o la de la turmalina, se tienen tres direcciones distintas, cada una correspondiente a un color determinado. Estas diferencias resultan después especialmente evidentes si se utiliza luz polarizada, en la que las vibraciones están totalmente concentradas en el mismo plano.

La doble refracción.

Bastará como ejemplo final mencionar el fenómeno de la doble refracción, descubierto ya en el seiscientos en un mineral en donde este efecto se presenta en forma muy marcada, es decir, en la calcita. De hecho, los romboedros de exfoliación de este mineral que se obtienen bastante fácilmente del material compacto y, sobre todo, en las variedades limpias que todavía hoy se denominan «espato de Islandia», precisamente porque los mejores ejemplares de este tipo venían de tal país, se observa un extrañísimo efecto, en el sentido de que todas las imágenes se desdoblan.

Este fenómeno se observa de forma evidente, sobre todo, si se apoya el romboedro de calcita sobre un papel escrito, parecerá que tenemos una doble escritura. Se trata de un fenómeno óptico relacionado con las particulares propiedades de los sólidos cristalinos.

ENCICLOPEDIA LOS MINERALES, Ediciones Nueva Lente, páginas 307, 317