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金银珠宝不再稀缺,铂金与金刚石展现真正的稀有之美

时间:2023-08-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:古往今来,金银珠宝都是财富与地位的象征。其实,金、银并不是储量最稀少的金属,近几十年来兴起的铂金饰品用的才是更加稀有的金属。950铂金戒指的戒圈上会刻有“Pt950”的标志,而18K白金是没有的。金刚石,又称钻石。钻石璀璨夺目,是爱情与忠贞的象征。自然界中,金刚石常形成于地下上百千米处的高温高压环境中。逝者火化之后形成的骨灰主要成分为碳和一定量的无机盐。将逝去亲人的骨灰经过高温高压的过程,就可以人工合成金刚石。

金银珠宝不再稀缺,铂金与金刚石展现真正的稀有之美

金银珠宝是财富与地位的象征,但宝石和玉石可不是一样的!宝石是一块完整的晶体,而玉石是很多细小“宝石”的组合。

古往今来,金银珠宝都是财富与地位的象征。

绚丽的黄金、闪耀的钻石、尊贵的宝玉、优雅的珍珠大自然的这些馈赠被赋予了社会属性时,一方面成为无数人奋发向上的原动力,另一方面也孕育了人性的贪婪与险恶。

这些珍宝到底是什么呢?

在第二章中我们讲到,金(Au)、银(Ag)两种金属由于其在地壳中的储量稀少,所以从古至今都是财富与地位的象征。即使到了现在,金饰和银饰依然是受人们追捧的饰品。其实,金、银并不是储量最稀少的金属,近几十年来兴起的铂金饰品用的才是更加稀有的金属。

铂金饰品的主要成分是金属铂(Pt,原子序数78),在地壳中储量只有金的1/10,故而比黄金更加珍贵。金属铂因为也呈现银白色,所以西班牙殖民者在1735年第一次发现它的时候,以为它是不纯的劣质银,故而取名platinium,意思就是白银

化学性质相对较为活泼的银不同,铂与金相似,化学性质都十分懒惰,不与普通的盐酸硫酸硝酸等强酸以及碱溶液反应,只与强腐蚀性酸——王水(浓盐酸与浓硝酸按照体积比3∶1配比的混合物)反应。因为其足够稳定的化学性质,由铂元素打造的铂金饰品就能在长久穿戴后,依然保持良好的色泽与亮度。

金属铂和黄金质地都非常柔软,在打造首饰的时候,如果做钻戒的戒圈材料,是无法长久支撑钻石的。所以就需要在金属铂或者黄金中添加其他金属形成合金,才能有效提升硬度,这种合金被称为白金

从上面的讲述中,我们知道,白金也分为两种:一种是75%的黄金与银、镍等金属混合形成的18K金,混合之后的合金也是白色的,被称作18K白金;另一种是95%的铂加上5%的其他元素,形成白色的950铂金。虽然这两种合金都为白色,也都被称为白金,但是价值可不同哟!950铂金比18K白金要更贵一些。那么,在买首饰的时候如何区分两种不同的白金呢?950铂金戒指的戒圈上会刻有“Pt950”的标志,而18K白金是没有的。

虽然铂比金贵重,但是铂依然不是最贵的金属。在元素周期表的第八副族中还可以找到钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)五种元素,它们与铂元素合称为铂族元素,这五种元素的每一种都要比铂更加昂贵,所以有人也称金属铑为“铑金”,金属钯为“钯金”,以此来体现这些铂族金属的尊贵地位。

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银是“不合格”的饰品材料

作为饰品材料,最基本的要求就是要化学性质稳定,这样才能耐戴,从这一点来说,金属银是不合格的

银制品很容易生锈变黑,这是由于银很容易在空气中被人体汗液中的含硫物质氧化,生成黑色的硫化银,所以银饰品都不耐久戴。

但是在古代,银与硫容易反应的特性却有一种特殊的用途,那就是银针试毒。想必大家都听说过一种臭名昭著的毒药——砒霜(三氧化二砷As2O3。古装剧中通常都会有这样的情景:人们为了防止食物中有毒,就会将银针插入食物,如果银针变黑,便说明食物有毒。这个有科学道理吗?

其实,由于古代生产技术落后,砒霜等毒药中都会混入少量的硫或硫化物,这些物质与银针接触时就会反应,生成黑色硫化银。所以银针试毒只不过检测出了砒霜中的硫罢了,并没有检测砒霜本身,所以银针试毒并不科学。而到了现代,砒霜越来越纯,不再含有硫元素,故而银针试毒的方法也就“失效”了。

银虽然不能试毒,却可以对水进行消毒银离子可以吸附水中的微生物,并使微生物体内的酶失活,从而杀死微生物。银离子的杀菌能力十分惊人,一亿分之一毫克的银离子就可以将一千克水中的微生物杀灭干净。

金刚石,又称钻石。钻石璀璨夺目,是爱情与忠贞的象征。拥有一颗属于自己的钻戒是很多女性的梦想。

看似璀璨的钻石,其实是一种由碳元素组成的天然矿物,从元素组成的角度看,金刚石和煤炭石墨等常见物质没有本质区别,只是原子结构不同而已。

前面我们已经讲过,碳原子最外层电子为四个,这四个电子都可以和另外一个碳原子的四个电子分别成键,也就是形成四个共价键。当这四个共价键全部为头对头的σ键时,形成的碳单质物质就是金刚石。反之,这四个共价键不全是σ键时,形成的碳单质则是石墨、煤炭等其他物质。

大家肯定好奇,为什么金刚石这么硬?这和这四个σ键紧密相关。由于碳原子的四个σ键是完全相同的,所以就需要把这四个完全相同的共价键均匀舒展地排布在空间中,以达到最稳定的热力学状态。可能有的小朋友一下就想到了,这四个键最均匀的排列方式就是按照正四面体体心顶点之间的四条连线的方式排列,碳原子所在的位置就是这个正四面体的体心和顶点,这种排布方式是最均匀的,也是能量低的状态。所以金刚石本质上就是无数个碳原子相互之间以正四面体的体心和顶点的方式站位组合在一起的高度交联的晶体结构这种高度交织的结构赋予了金刚石极其坚硬的物理性质。

金刚石是自然界存在的最硬物质,莫氏硬度为最高的10,所以金刚石在工业上就用来制作坚硬物质的切割刀,例如切玻璃的玻璃刀刀头就是一小颗金刚石(当然,这一小颗金刚石是色度、亮度都很低的,色度、亮度好的金刚石都拿去做钻戒了)。

钻石样本 中国地质博物馆

金刚石太过昂贵,人们又非常追捧和欣赏金刚石的美,所以人类就试图通过人工合成的方法来制造金刚石。自然界中,金刚石常形成于地下上百千米处的高温高压环境。随着火山喷发,金刚石从地下被带到地壳表面,再借由洪水的冲刷作用,集中在火山口附近的河道旁,从而形成金刚石矿。人们就借鉴了天然金刚石的形成条件,将石墨等碳单质放入人工创造的高温高压环境中,从而成功地将石墨转变为金刚石。

近年来,国际上出现一种缅怀逝去亲人的纪念品——骨灰钻戒。逝者火化之后形成的骨灰主要成分为碳和一定量的无机盐。将逝去亲人的骨灰经过高温高压的过程,就可以人工合成金刚石。由于骨灰中含有无机盐,只要对无机盐的种类进行筛选,就可以使合成的骨灰金刚石呈现不同的颜色。最后金刚石经过打磨镶嵌,就制作出了骨灰钻戒,亲人戴着这枚钻戒,就和逝去的人永远不分开了。

,也称玉石,从名字就可以看出,玉和石头有着千丝万缕的联系。

玉本身就是石头,只不过是具有观赏价值的特殊石头,正所谓“石美者为玉”,而那些玉石的收藏者也被称为“玩石头的人”。

玉石为什么比普通的石头更美呢?最根本的原因就是玉石的晶体结构更加致密,也更加规整。无论是玉石,还是普通石头都是由许多细小晶体组合而成的,但是玉石的细小晶体排列更加紧密规整,使得光线在照射玉石时只有小部分可以透过,而大部分光线就被细小晶体散射掉,最终使玉石既具有一定的通透性,又给人带来温润的视觉体验,极大地提升了玉石的观赏性。

红山文化出土的玉器 中国国家博物馆(www.zuozong.com)

战国玉佩 湖北省博物馆

战国谷纹玉环 湖北省博物馆

当然,规整致密的晶体结构还赋予了玉石更多普通石头不具备的特征,例如玉石质地更加细腻,外表光滑,而普通石头表面往往粗糙干涩;玉石还具有较高的硬度,如果用刀划过玉石表面是不会出现划痕的,而普通石头表面就较易留下划痕。可以说,玉石的形成是长久以来地壳运动过程中诸多巧合因素集聚的结果,所以玉石总量稀少,价格不菲。

早在新石器时代,东方人就开始开采和使用玉石了。玉石是远古人们在选择石料、制造工具的漫长过程中,筛选出的一种美丽特殊的矿石。辽宁省阜新市查海遗址出土的距今约8000年的玉块,是全世界到目前为止所知道的最早的玉器。

中国最著名的玉石是新疆和田玉、辽宁岫岩玉、河南独山玉和陕西蓝田玉,它们并称为中国“四大名玉”。既然玉石来源于普通石头,那么这些玉的主要成分依旧是钙镁硅酸盐类物质,只不过不同种类的玉石形成的晶型不同,并且含有氟(F)、硒(Se)、钴(Co)、锰(Mn)、铝(Al)、镍(Ni)、铜(Cu)、铬(Cr)等其他种类的元素,故而形成了不同风格、不同触感、不同气质的玉石,让玉成为古人气质、身份、财富的象征。

玉石样本 中国地质博物馆

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中国人为什么被称作“龙的传人”?

在距今约5000余年的东北红山文化遗址中出土了一件珍贵玉器——玉卷龙,这件文物使考古学家认定“中国龙”的形象就是从红山文化诞生的。红山文化的玉龙头部较大,躯体卷曲,身姿与甲骨文中的象形文字“龙”字一致。玉卷龙的形象自诞生之后,虽经过历朝历代的更迭,但并没有发生较大的改变,“龙”的形象逐渐成了整个中华民族的象征。故而,中国人也被称作“龙的传人”。

红山文化遗址出土的碧玉C形龙 中国国家博物馆

其实大多数人都对宝石和玉石是分不清的,不过玉石虽然很贵重,但是玉石并不是宝石。

前面讲到,玉石是由许多细小晶粒组成的,当光线照射时,少部分光线透过而大部分光线被散射,从而带给人们通透温润的视觉体验。而宝石则完全不同,宝石就是一块完整纯净的天然晶体,由于独立的一块晶体内部是基本没有缺陷的,所以宝石内部的组分十分均匀、纯净,导致光线照射以后就像是照射进冰块一样,可以完全穿透宝石而几乎不发生散射,所以宝石看上去总是透明纯净的。

宝石的透明纯净不是决定其价值的主要因素,宝石之所以贵重,很大程度上取决于它五彩斑斓的色彩。色彩来源于过渡金属元素:钛(Ti)、钒(V)、铁(Fe)、铜(Cu)、铬(Cr)、钼(Mo)以及稀土元素[包含钪(Sc)、钇(Y)、镧系元素,共17种]都是主要的致色金属元素,其中的铬元素(Cr)更是具有多变色彩的佼佼者。

铬元素(Cr),原子序数24,位于第四周期,第六副族,它是世界上最硬的金属,也是最耐腐蚀的金属,本就在工业领域大展宏图的它,在宝石领域也独树一帜。

铬元素特殊的电子排布,使得铬元素拥有+6、+5、+4、+3、+2、+1、0、-1、-2、-3,共10种不同的化合价每一种化合价都展现一种或多种色彩,使得铬元素这仅仅一种元素就可以制备铬黑、铬紫、铬红、铬黄、铬蓝、铬绿、铬天青等不同颜色的染料,真的不愧是“全能色彩元素”。人们第一次发现铬元素的时候就用“chromium”给它命名,这个词的原意就是“彩色”。

其实,名贵宝石中的斑斓色彩也大都拜铬元素所赐,可以说铬元素最终决定了这些宝石的珍贵程度和最终的价格。

例如被称为“绿色宝石之王”的祖母绿,以及俄罗斯的翠榴石、巴基斯坦的沙弗莱石、坦桑尼亚的铬碧玺等,都是宝石中的微量金属离子被+3价铬离子取代,从而形成艳丽的翠绿色。

而被誉为“宝石之王”的红宝石(主要成分是三氧化二铝Al2O3)则是铬元素取代了微量的铝元素而形成的。随着铬元素浓度的上升,红宝石的颜色会依次呈现出浅玫瑰红、橙红、正红、鸽血红的变化,其中鸽血红是红宝石中的极品。

宝石除了可以蕴含于天然矿物中,也可以存在于生物体内。生物体内的宝石,我们最熟悉的就是珍珠了。

珍珠产自珍珠蚌。

珍珠对于珍珠蚌来讲其实是异物。珍珠蚌本身是不会主动产出珍珠的,只是当珍珠蚌在进食的时候,沙砾等异物进入体内后会刺激珍珠蚌的腺体分泌珍珠质,从而将异物层层包裹,最终形成圆润、光泽的珠状物,也就是珍珠。

珍珠的主要成分是碳酸钙,也就是我们常见的石灰石。从成分来说,珍珠应该是一种非常便宜的物质,可是好的珍珠却价值连城。首先珍珠产量很低,淡水珍珠蚌5—8年可以产出约10颗珍珠,海水珍珠蚌1—2年只能产出1颗珍珠。而且珍珠蚌在生长过程中死亡率也较高,只有不到一半的珍珠蚌可以最终活到产出珍珠。其次,珍珠并不是由纯碳酸钙组成的,而是同时含有多种氨基酸蛋白质的组成物质)、多肽(短链蛋白质),以及30种微量元素,就是这些生物活性物质赋予了珍珠美容和药用价值,让珍珠变得更加珍贵。

珍珠蚌比人类更早地出现在地球上,约在两亿年前就已经完成了进化。我国传统中医对珍珠的药用研究历史也可追溯至2000年前,例如魏晋时期的《名医别录》、明代的《本草纲目》等医药古籍,都有对珍珠入药的明确记载。

由于珍珠的主要成分是碳酸钙,酸性物质会对珍珠有很强的腐蚀作用,所以珍珠饰品在日常穿戴过程中会被人体汗液、食醋,甚至是自来水(自来水中都会加入氯气消毒,氯气在水中会生成盐酸和次氯酸)缓慢腐蚀,导致珠面发污,失去光泽。所以佩戴珍珠饰品要多注意保养哟!

珍宝的价值来源于稀缺性。不过稀缺性往往是暂时的,拿破仑三世曾经用当时还很稀缺的金属铝制作了铝王冠,当年的价值远远超过了黄金王冠。可殊不知在现今社会,铝已经普通到用来制作盛装饮料的易拉罐。而一直被看得尊贵无比的金刚石,也已经实现了人工合成。所以,人类社会是不断发展的,即使是珍宝,也可能因为科技的进步而逐渐失去它的价值。

珍珠样本 中国地质博物馆

利用化学的视角、科学的理解来重新审视艺术,会让我们对艺术的认识更深一层。

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