蓝宝石玻璃的成分 玻璃的成分( 三 )


以铝为例:
铝原子有13个电子,它的最外层有3个自由电子,在许多化学反应中,铝可以相对容易地放弃这3个最外层的电子 。单独一个铝原子的半径是143皮米(pm),在去除了三个最外层电子的情况下,对于4-配位原子,半径缩小到39 pm,对于6配位原子,半径缩小到53.5 pm 。在标准温度和压力下,铝原子(当不受其他元素原子影响时)形成面心立方晶系,由原子最外层电子提供的金属键结合 。
铝的面心立方晶体结构
【蓝宝石玻璃的成分 玻璃的成分】铝在形成结晶之后,它的外面多出来许多自由电子,这些自由电子尽管受到原子核及金属键力的影响还呆在原位,但它们是容易失去的,在金属铝的表面,这些自由电子构成了一片“海洋” 。
光是电磁波,光子兼具电和磁场的效应,当光子与金属表面碰撞后,其电场会激发金属表面的电子,使其发生弹性响应(这种响应属于量子力学范畴),结果是光子大多数被反射出去,只有极少数光谱光子被吸收 。不同金属对相应频率光吸收率和反射率的不同,使它们显现出不同的颜色 。
铝Al、银Ag和金Au的光垂直反射率曲线
总结:虽然玻璃与铝同属于固体,密度相近,甚至玻璃比铝更坚硬,但玻璃由于其分子结构不定型,所以玻璃像水和空气一样很容易被可见光光线穿透,我们看玻璃是透明的 。
有些玻璃看起来显示出丰富的色彩,像巴黎圣母院的玫瑰花窗或艺术花瓶,那是制作工匠们向里边掺杂了各种杂质产生的光线漫射效果 。
美丽的艺术花瓶,这是玻璃中加入其它化学物质产生的光线漫射效果
而对于铝这样的金属,由于其原子核最外层自由电子间构成金属键,使金属表面形成一片电子海洋,电子层阻挡了大部分光子的入侵并且反射它们,因此即使有些金属的密度很低,光线也不能穿过它们 。
你能举出对可见光线透明金属的例子吗?