Základní vlastnosti minerálů

Minerály (francouzsky minéral, od středověku latinsky minera – ruda), jedná se o fyzikálně a chemicky individualizované, zpravidla pevné látky, většinou homogenní složením a vlastnostmi, které vznikly jako produkt přirozených fyzikálních a chemických procesů probíhajících na povrchu a v hlubinách Země, Měsíce a dalších vesmírných těles; minerály jsou obvykle součástí hornin, rud a meteoritů [1] .

Obecné vzory

Minerály jsou krystalické látky. Minerály jsou obvykle v krystalickém stavu, ale ztratily jej metamiktním rozkladem (metamictní minerály). Typicky jsou některé přírodní amorfní útvary (opál, allofán) a několik kapalných (nativní rtuť, amalgámy) klasifikovány jako minerály. Většina minerálů jsou anorganické sloučeniny. Počet takových krystalických organických sloučenin mezi minerály je malý (například oxaláty). Také mezi minerály se rozlišují typy minerálů a jejich odrůdy [1].

Minerální druh je hlavním taxonem v mineralogické nomenklatuře. Minerální druh je nejčastěji implikován při použití termínu „minerál“, který se vyznačuje určitým chemickým složením a vnitřní strukturou. Minerální variety jsou variace jednoho minerálního druhu: barevné, morfologické, někdy v chemickém složení (beze změny krystalové struktury) nebo ve struktuře (s konstantním složením) [2].

Modifikace stejného složení (například diamant – grafit, kalcit – aragonit), ale s různou krystalickou strukturou a fyzikálními vlastnostmi, patří k různým minerálním druhům (fenomén polymorfie). U minerálů, které vytvořily souvislé izomorfní řady (například olivíny, wolframity, kolumbity), se konečným členům izomorfní řady přiřazují samostatná jména a druhovotvorné prvky patří k převládajícímu chemickému prvku (princip se nazývá tzv. „pravidlo 50 %“) [2].

Existuje celkem 5780 2022 známých minerálních druhů (k počátku roku XNUMX). Každý rok je objeveno několik desítek nových minerálů. Objevené minerální druhy jsou schváleny Komisí pro nové minerály, nomenklaturu a klasifikaci Mezinárodní mineralogické asociace (Komise pro nové nerosty, Nomenklatura a klasifikace (CNMNC) Mezinárodní mineralogické Sdružení (IMA) [1].

Minerály jsou nejčastěji pojmenovány podle místa, kde byly poprvé nalezeny (například vesuv), po slavných lidech (lomonosovit), podle chemického složení (kalcit), barvy (lazurit) a charakteristických vlastností. Například pyrit (z řečtiny. πῦρ – oheň) dostal své jméno pro svou vlastnost vytvářet při úderu jiskru. U minerálních jedinců je do značné míry pozorována fázová heterogenita a variace v chemickém složení, struktuře a vlastnostech. Zonální, sektorová nebo bloková struktura se nejčastěji vyskytuje v minerálních krystalech. Srůsty minerálních jedinců tvoří minerální agregát (mono- nebo polyminerální) [1].

Klasifikace

V moderním mineralogickém systému, založeném na krystalochemické klasifikaci minerálů, se za základ bere chemické složení a krystalová struktura. Vědci rozlišují následující klasifikace minerálů:

• nativní prvky a intermetalické sloučeniny;
• sulfosali, sulfidy a podobné sloučeniny (arsenidy, selenidy atd.);
• halogenidy (bromidy, fluoridy, jodidy, chloridy);
• oxidy (složité a jednoduché jednoduché a složité) a hydroxidy;
• kyslíkaté soli (uhličitany, dusičnany, chromany, sírany, molybdeny, wolframany, fosforečnany, vanadičnany a arsenáty, křemičitany a boritany);
• soli organických kyselin (oxaláty atd.).

Hlavní část v zemské kůře zaujímají silikáty a hlinitokřemičitany (zejména živce, dále amfiboly, slídy, jílové minerály, pyroxeny a další). Rozšířené jsou hydroxidy (především křemen), oxidy a uhličitany (dolomit, kalcit a další). Minerály těchto tříd tvoří celkem více než 90 % svrchní části zemské kůry [3] .

Praktické využití minerálů

Minerály mají v životě mnoho využití. Minerály člověk využíval od pradávna. Po dlouhou dobu byl hlavním minerálem pazourek, jemnozrnná odrůda křemene. Dokonce i primitivní lidé používali jeho vločky s ostrými hranami. Také další minerály byly široce používány pro šperky, například třešňový hematit, žlutohnědý goethit a černé oxidy manganu jako barvy, a jantar, nefrit, nativní zlato atd. [4].

V prehistorickém Egyptě se šperky vyráběly z původní mědi, zlata a stříbra. Později se lidé naučili používat bronz k výrobě zbraní a nástrojů. V současnosti se kovy a další chemické prvky a sloučeniny získávají z minerálů. Nerosty slouží jako suroviny pro výrobu stavebních hmot (cement, sklo atd.) a pro chemický průmysl. Mohou být také použity jako barviva, brusiva a žáruvzdorné materiály a nacházejí široké uplatnění v keramice, optice, radioelektronice, elektrotechnice a radiotechnice. Drahokamy jsou také minerály [3] .

Minerály se používají v potravinách jako zdroj surovin, jako platidlo, jako umělecké a luxusní předměty a jako součásti špičkových technologií. Šarlatáni používají litoterapii ke svému obohacení. Jedná se o takzvanou léčbu minerály jejich nošením, aplikací, vstupováním do astrálních kontaktů s nadpřirozenými energiemi a magickými silami, které jsou údajně obsaženy v kamenech a krystalech. Stoupenci litoterapie tvrdí, že každý krystalický objekt má schopnost vyzařovat a pohlcovat neznámé energie a pole, která při „správné“ aplikaci na biologické tělo jsou schopna obnovit narušenou energetickou rovnováhu těla. Litoterapie nemá klinicky ověřené zdůvodnění ani vědecký základ [2].

Železo je v životě člověka důležité. Z rud bohatých na tento prvek se získává metalurgickým zpracováním na různé jakosti litiny a oceli. Železo je základem hutnictví, strojírenství, stavby lodí, železnic, mostů, železobetonových konstrukcí, vybavení vojenských armád, výroby spotřebního zboží atd. Neželezné kovy hrají významnou roli v rozvoji neželezné metalurgie, elektrotechnického průmyslu, stavby lodí, strojírenství a dalších odvětví. Těží se z rud mědi, zinku, olova, hliníku, niklu a kobaltu.

Uvažované vzácné kovy: wolfram, molybden, vanad, chrom a další jsou obranné a jsou široce používány ve výrobě. V zemědělství se široce používají minerální hnojiva: draselné minerály (draselné soli), minerály obsahující fosfor (apatit, fosfority), dusík (ledek) atd. Nerostné suroviny jsou hlavní v chemickém průmyslu. Například pyrity bohaté na síru (pyrit) se používají pro výrobu kyseliny sírové. Pro přípravu chemikálií se používá řada minerálů – přírodní síra, ledek, kazivec, borové minerály, draslík, sodík, hořčík, rtuť a další. Při výrobě kaučuku se používá síra, mastek a baryt; při výrobě výbušnin – síra, ledek; pro výrobu kyselinovzdorných a ohnivzdorných materiálů – azbest, křemen, grafit. Při výrobě barvicích produktů se používá např. smalt a glazura, galenit, sfalerit, baryt, minerály titan, měď, železo, arsen, rtuť, kobalt, bor, kryolit, ortoklas, zirkon; v papírenské výrobě – ​​mastek, kaolin, síra, kamenec, magnezit a další [2].

Kuchyňská sůl a kamenná sůl jsou základní složkou lidské potravy. Ve farmacii se používá široká škála minerálů a chemických derivátů. Radioaktivní látky se využívají i v lékařství [4].

Vlastnosti minerálů

Struktura minerálů určuje jejich vlastnosti. Pro popis určitých látek se zjišťují jejich mechanické, optické, magnetické, elektrické, radioaktivní a další vlastnosti. Velký význam má tvrdost, křehkost, kujnost, elasticita, hustota a chemické složení. Minerály používané ve špercích se hodnotí podle jejich lesku, barvy a tvrdosti. Magnetické a elektrické vlastnosti minerálů jsou pro průmysl velmi důležité [5].

Klasifikace minerálů

V současné době je známo více než čtyři tisíce minerálů. Každý rok výzkumníci objeví desítky nových a některé naopak ze seznamu vyškrtnou. Pro pochopení takového počtu látek identifikuje mineralogie několik možností klasifikace [3].

• Podle prevalence: horninotvorná, akcesorická (ne více než 5 % z celkového množství horniny), ruda (nachází se v rudách), vzácná (jednorázový výskyt krystalů).
• Podle chemického složení: přírodní, sulfid, obsahující halogen, oxidy, soli obsahující kyslík, minerály organického původu.
• Podle struktury. Například oxidy se dělí podle struktury jednoduše na oxidy a oxidy obsahující hydroxylové skupiny a soli obsahující kyslík na dusičnany, boritany, křemičitany, fosforečnany atd.

Mezi organické minerály patří:

• horninotvorné látky jako uhlí, šungit;
• přírodní uhlovodíky, jako je ozokerit;
• jantar, kopál (fosilizované pryskyřice);
• soli přírodního původu (mravenčany, oxaláty, acetáty atd.);
• materiály biogenního původu, mezi které patří minerál aragonit (perla, korál, perleť) [5].

Aplikace minerálů

• V hutnictví na výrobu kovů a slitin.
• Pro výrobu různých sloučenin a produktů: barvy, hnojiva, keramika, stavební materiály, sklo, brusiva, žáruvzdorné materiály a mnoho dalších.
• V radioelektronice, elektrotechnice, optice, chemickém průmyslu, potravinářství, raketové technice, zemědělství atd.
• Okrasné a drahé kameny, přírodní drahé kovy jsou také minerály. Používají se (používají) ve šperkařství, k výrobě uměleckých předmětů, výzdobě interiérů, ve špičkových technologiích, laserech, mikroprocesorech atd. Zlato, stříbro, kovy skupiny platiny. je důležitou součástí globálního finančního systému.
• Radioaktivní prvky jsou široce známé v jaderné energetice, vesmírné technologii, lékařském a vědeckém výzkumu a vojenských záležitostech [5].

Poznámky

1. ↑ 1,01,11,21,3Peková Natalja Anatoljevna.Minerály // Vědecký a vzdělávací portál „Velká ruská encyklopedie“. — 2023. — 25. května.
2. ↑ 2,02,12,22,3Bulakh A.G. Mineralogie / Yushkin N.P. – M.: Academy Publishing Center, 2011. – S. 288. – 24 – 56 s. — ISBN 978 — 5 — 7695 — 7955 -4.
3. ↑ 3,03,13,2Vengerová M.V., Vengerov A.S. Minerály a horniny / Ogorodnikov V.P. – Jekatěrinburg: Nakladatelství Uralské univerzity, 2017. – S. 65 -78. — 132 s. — ISBN 978-5-7996-2027-1.
4. ↑ 4,04,1 Praktické využití minerálů(nespecifikováno) . Studfiles. Datum přístupu: 29. listopadu 2018.
5. ↑ 5,05,15,2 Minerály – pojem, základní vlastnosti, klasifikace(nespecifikováno) . Prime Chemicals Group. Datum přístupu: 29. dubna 2018.

Tento článek má stav „připraveno“. To sice nevypovídá o kvalitě článku, ale hlavní téma už dostatečně pokryl. Pokud chcete článek vylepšit, klidně jej upravte!

Hlavní vlastnosti minerálů:

Lesk a průhlednost (kovové, polokovové a nekovové – diamantové, skleněné, mastné, voskové, hedvábné, perleťové aj.) je dáno množstvím světla odraženého od povrchu minerálu a závisí na jeho indexu lomu. Na základě průhlednosti se minerály dělí na průhledné, průsvitné, průsvitné v tenkých úlomcích a neprůhledné. Kvantitativní stanovení lomu a odrazu světla je možné pouze pod mikroskopem. Některé neprůhledné minerály silně odrážejí světlo a mají kovový lesk. To je běžné u rudních minerálů, jako je galenit (olovnaté minerály), chalkopyrit a bornit (minerály mědi), argentit a akantit (stříbrné minerály). Většina minerálů absorbuje nebo propouští významnou část světla dopadajícího na ně a má nekovový lesk. Některé minerály mají lesk, který přechází z kovového na nekovový, který se nazývá polokovový. Minerály s nekovovým leskem jsou většinou světlé, některé jsou průhledné. Křemen, sádra a světlá slída jsou často průhledné. Jiné minerály (například mléčně bílý křemen), které propouštějí světlo, ale přes které nelze předměty jasně rozlišit, se nazývají průsvitné. Minerály obsahující kovy se od ostatních liší propustností světla. Pokud světlo prochází minerálem alespoň v nejtenčích okrajích zrn, pak je zpravidla nekovový; pokud světlo neprojde, pak je to ruda (ale ne vždy). Existují však výjimky: například světlý sfalerit (minerál zinku) nebo rumělka (minerál rtuť) jsou často průhledné nebo průsvitné. Minerály se liší kvalitativními charakteristikami jejich nekovového lesku. Hlína má matný, zemitý lesk. Křemen na hranách krystalů nebo na lomových plochách je sklovitý, mastek, rozdělený do tenkých lístků podél štěpných rovin, je perleťový. Jasný, třpytivý, jako diamant, lesk se nazývá diamant. Když světlo dopadá na minerál s nekovovým leskem, částečně se odráží od povrchu minerálu a částečně se láme na této hranici. Každá látka se vyznačuje určitým indexem lomu. Protože se dá měřit s vysokou přesností, je to velmi užitečná diagnostická vlastnost minerálů. Povaha lesku závisí na indexu lomu a oba závisí na chemickém složení a krystalové struktuře minerálu. Obecně se průhledné minerály obsahující atomy těžkých kovů vyznačují vysokým leskem a vysokým indexem lomu. Tato skupina zahrnuje takové běžné minerály, jako je anglesit (síran olovnatý), kasiterit (oxid cínu) a titanit nebo sfén (křemičitan vápenato-titaničitý). Minerály složené z relativně lehkých prvků mohou mít také vysoký lesk a vysoký index lomu, pokud jsou jejich atomy pevně sbaleny a drženy pohromadě silnými chemickými vazbami. Pozoruhodným příkladem je diamant, který se skládá pouze z jednoho lehkého prvku, uhlíku. ₂O₃), průhledné barevné odrůdy, z nichž: rubín a safíry, jsou drahé kameny. Přestože je korund složen z lehkých atomů hliníku a kyslíku, jsou spolu tak pevně spojeny, že minerál má poměrně silný lesk a poměrně vysoký index lomu. Některé lesky (mastné, voskové, matné, hedvábné atd.) závisí na stavu povrchu minerálu nebo na struktuře minerálního agregátu pryskyřičný lesk je charakteristický pro mnoho amorfních látek (včetně minerálů obsahujících radioaktivní prvky uran popř thorium).

Barva Barva minerálů je jednou z nejdůležitějších fyzikálních vlastností minerálů, která odráží povahu interakce elektromagnetického záření ve viditelné oblasti s elektrony atomů, molekul a iontů, které tvoří krystaly, a také s elektronickým systémem. krystalu jako celku. V mineralogii je barva jednou z hlavních diagnostických charakteristik přírodních látek, která má velký význam v geologické průzkumné praxi a pro identifikaci minerálů. Barva drahých a okrasných kamenů je jednou z jejich hlavních kvalitativních (bižuterních) charakteristik. Barva minerálu je odlišena v krystalech a vzorcích, v průhledných řezech (pod mikroskopem), v leštěných leštěných řezech (v odraženém světle). Studium barvy drahokamů je jedním z nejdůležitějších aspektů zejména gemologie, protože vliv světla na drahokam určuje jeho krásu. Ze všech optických vlastností je barva snad nejdůležitější, zvláště u neprůhledných kamenů a atraktivita průhledných kamenů závisí na jejich „hře“, barvě a brilanci. Barva je důležitý diagnostický znak, který umožňuje rozlišovat mezi drahými kameny. Někdy však mají stejnou barvu dva zcela odlišné minerály. Před příchodem vědecké gemologie byly drahé kameny rozpoznávány pouze podle barvy – všechny červené kameny byly považovány za karbunky nebo rubíny a zelené byly obvykle klasifikovány jako smaragdy, bez ohledu na jejich původ a složení. Povaha barvy minerálů nebyla zcela objasněna. Je známo, že v některých případech je barva způsobena chemickým složením drahokamu nebo příměsí určitých chemických prvků-chromoforů (Cr, Fe, Mn, V, Ti atd.). V druhém případě není mechanismus vzhledu konkrétní barvy vždy jasný, protože stejný chemický prvek barví různé drahé kameny v různých barvách. Například příměs chrómu dělá rubínově červenou a smaragdově zelenou. Na barvu má vliv i narušení (defekty) atomové struktury minerálu vlivem radioaktivního záření. Bílá barva vzniká smícháním všech barev duhy, které tvoří spektrum. Když světlo dopadá na čirý drahokam, částečně se odráží od povrchu, částečně absorbuje a částečně prochází skrz. Barva vnímaná okem závisí na tom, do jaké míry a které části elektromagnetického optického spektra jsou absorbovány nebo přenášeny. Kámen se jeví jako černý, pokud je světlo zcela absorbováno; bezbarvý kámen propouští všechny části spektra. Barevný kámen pohltí určitou část viditelného spektra, čímž získá doplňkovou barvu k absorbovanému (například smaragd pohlcuje červené paprsky a sám se stává zeleným).

Barva čáry – barva minerálu v prášku na bílém pozadí. K určení barvy prvku se používá neglazovaný porcelánový povrch (bisque). Ve srovnání s barvou minerálů je barva znaku stálejší, v důsledku toho má důležitou diagnostickou hodnotu. Minerály s kovovým leskem mají zpravidla černý pruh s různými odstíny, minerály se skelným leskem jsou bílé, méně často mírně zbarvené. Barva minerálu často neodpovídá barvě jeho vlastnosti.

Hustota Hmotnost atomů chemických prvků se liší od vodíku (nejlehčího) po uran (nejtěžší). Jsou-li všechny ostatní věci stejné, hmotnost látky skládající se z těžkých atomů je větší než hmotnost látky skládající se z lehkých atomů. Například dva uhličitany – aragonit a cerusit – mají podobnou vnitřní strukturu, ale aragonit obsahuje lehké atomy vápníku a cerusit obsahuje těžké atomy olova. V důsledku toho hmotnost cerusitu převyšuje hmotnost aragonitu stejného objemu. Hmotnost na jednotku objemu minerálu také závisí na hustotě atomového obalu. Kalcit, stejně jako aragonit, je uhličitan vápenatý, ale v kalcitu jsou atomy méně hustě zabaleny, takže má menší hmotnost na jednotku objemu než aragonit. Relativní hmotnost neboli hustota závisí na chemickém složení a vnitřní struktuře. Hustota je poměr hmotnosti látky k hmotnosti stejného objemu vody při 4 ° C. Pokud je tedy hmotnost minerálu 4 g a hmotnost stejného objemu vody je 1 g, pak hustota minerálu je 4. V mineralogii je zvykem vyjadřovat hustotu v g/ cm 3. Hustota je důležitým diagnostickým znakem minerálů a není obtížné ji měřit. Nejprve se vzorek zváží ve vzduchu a poté ve vodě. Vzhledem k tomu, že vzorek ponořený do vody je vystaven vztlakové síle směrem vzhůru, jeho hmotnost je zde menší než ve vzduchu. Úbytek hmotnosti se rovná hmotnosti vytlačené vody. Hustota je tedy určena poměrem hmotnosti vzorku ve vzduchu k jeho ztrátě hmotnosti ve vodě.

Tvrdost určuje odolnost minerálu proti poškrábání. Čím je drahokam tvrdší, tím je kvalitnější jeho vyleštění a tím je krásnější a odolnější. Tvrdé horniny mají silnější elektronické vazby mezi atomy. Tvrdost je velmi konzistentní a spolehlivý ukazatel, široce používaný pro diagnostiku minerálů (ne vždy se však vztahuje na drahé kameny, protože jejich hrany mohou být poškozeny poškrábáním). Obvykle se tvrdost drahokamů a jiných minerálů měří pomocí Mohsovy stupnice. Tvrdost diamantu, nejtvrdší ze všech látek, je hodnocena na 10. Každý minerál na této stupnici poškrábe předchozí minerál a je poškrábán dalším. Křemen s tvrdostí 7 na Mohsově stupnici slouží jako hranice mezi tvrdými a měkkými drahokamy.

Trvanlivost Na rozdíl od tvrdosti je houževnatost minerálu určena jeho odolností proti štěpení. Kombinace tvrdosti a houževnatosti určuje jeho pevnost, která závisí na adhezních silách, tzn. vzájemná elektrická přitažlivost iontů v krystalové struktuře drahokamu. Některé relativně tvrdé kameny (např. zirkon) je těžké poškrábat, ale jsou velmi křehké a snadno praskají nebo se drolí. Jiné, jako je nefrit, který není o nic tvrdší než křemen, jsou poměrně pevné a je velmi obtížné je štípat nebo řezat kvůli jejich vysoké viskozitě. Trvanlivost kamene je dána jeho pevností a odolností vůči chemickému napadení.

Výstřih Schopnost minerálu štěpit se nebo štěpit podél jednoho nebo více směrů odpovídajících nejslabším meziatomovým vazbám ve struktuře se nazývá štěpení. Roviny štěpení jsou obvykle rovnoběžné s možnými plochami krystalu a jsou často rozeznatelné podle stupňovitých štěpení na povrchu nebo podle paralelních trhlin v krystalu. Identifikace této vlastnosti usnadňuje diagnostiku a musí být zohledněna při řezání drahokamu. Existuje několik stupňů dokonalosti štěpení v závislosti na povaze jeho projevu v krystalu. Například diamant a fluorit mají dokonalé oktaedrické štěpení. To znamená, že k štěpení dochází rovnoběžně s plochami osmistěnu s tvorbou osmistěnných štěpení ohraničených hladkými, rovnými rovinami. Dokonalé štěpení usnadňuje broušení diamantů a některých dalších drahých kamenů, které se snadno štěpí podél štěpných rovin. V ostatních případech (topaz, kunzit) velmi ztěžuje zpracování. Oddělenost (nebo falešné štěpení) je schopnost některých krystalů rozdělit se v určitých směrech, často se shodující s rovinami splynutí dvojčat. Jednotlivé povrchy v krystalu jsou méně dokonalé a intervaly mezi nimi jsou obvykle větší. Povrch rozštěpu, který se nevyskytuje podél štěpení nebo odděleně (to znamená, že není v souladu s krystalovou strukturou kamene), se nazývá zlom. Tento termín se používá k popisu štěpného povrchu všech amorfních drahokamů, ačkoli krystalické minerály mohou být kromě indikace přítomnosti štěpení také charakterizovány specifickým zlomem. Podle vzhledu lomové plochy se rozlišuje několik typů: lasturové, stupňovité, nerovné, třískové, hákovité atd.

Elektrifikace a polarita Některé drahé kameny vykazují elektrickou polaritu. Detekuje se podle jejich schopnosti přitahovat nebo odpuzovat lehké předměty (jako jsou kousky papíru) poté, co se tyto kameny zahřejí třením nebo slunečním zářením. Již v roce 600 př.n.l. Bylo pozorováno, že pokud je jantar intenzivně třen, začíná přitahovat jemná vlákna vlny. Topaz a některé další drahé kameny také vykazují tuto vlastnost během procesu leštění. Turmalín, když je stlačen nebo zahřát, získává kladné nebo záporné náboje, které se objevují současně na opačných koncích jeho krystalů. Tento jev se nazývá přímý piezoelektrický jev. Inverzní piezoelektrický jev je změna objemu krystalu pod vlivem elektrického pole. Krystaly některých minerálů, jako je turmalín a křemen, jsou tak citlivé na změny elektrického napětí, že začnou vibrovat vysokou a konstantní frekvencí v elektrickém poli. To je základ pro jejich použití v radioelektronice a quartzových hodinkách.

Radioaktivita Mnoho minerálů obsahujících prvky jako niob, tantal, zirkonium, vzácné zeminy, uran a thorium má často poměrně významnou radioaktivitu, snadno zjistitelnou i domácími radiometry, což může sloužit jako důležitý diagnostický znak. Pro testování radioaktivity se nejprve změří a zaznamená hodnota pozadí, poté se minerál přiblíží, případně blíže k detektoru zařízení. Zvýšení hodnot o více než 10-15% může sloužit jako indikátor radioaktivity minerálu.

záře Mnoho minerálů, které samy o sobě nezáří, začne za určitých zvláštních podmínek svítit (při zahřátí, vystavení rentgenovému, ultrafialovému a katodovému záření, při rozbití, poškrábání atd.).
Rozlišují se fosforescence, luminiscence, termoluminiscence a triboluminiscence minerálů.
Fosforescence je schopnost minerálu zářit po vystavení jednomu nebo druhému paprsku (willit).
Luminiscence je schopnost zářit v okamžiku ozáření (scheelit při ozáření ultrafialovými a katodovými paprsky, kalcit atd.).
Termoluminiscence – svítí při zahřátí (fluorit, apatit).
Triboluminiscence – záře v okamžiku škrábání jehlou nebo štípání (slída, korund).

Lom světla Paprsek vstupující do průhledného minerálu se láme, protože rychlost jeho šíření je nižší než ve vzduchu a čím větší je optická hustota kamene, tím více se snižuje. Index lomu nerostu (míra, o kterou se světelný paprsek odchyluje od kolmého směru) se měří pomocí refraktometru a vyjadřuje se matematicky jako poměr rychlosti šíření světla v nerostu a v dutině. Diamant má velmi vysoký index lomu. Světlo vycházející z kamene se také láme, protože opouští opticky hustší médium a dostává se opět do vzduchu. Pokud jsou kameny s vysokým indexem lomu řezány správně, světelné paprsky se ohýbají tak, že se nakonec lámou a znovu vystupují shora, než aby se ztrácely dnem. To zvyšuje lesk broušeného kamene. Hodnota indexu lomu je specifikem každého minerálu (včetně drahých kamenů) a přispívá k jeho spolehlivé diagnostice. Lom minerálů jako diamant, titanit, zirkon, andradit a demantoidní granáty nelze měřit běžným difraktometrem – jejich lesk je příliš silný a hodnota indexu lomu je mimo jeho stupnici. Když bílé světlo vstoupí do drahokamu, nejen že se láme, ale také se rozkládá na různé barvy spektra, protože každý z barevných paprsků tvořících bílé světlo (červený, oranžový, modrý, zelený atd.) se láme jinak a na výstupu z krystalu se bílý paprsek „rozdělí“ do všech barev duhy. Tento jev se nazývá „hra“ kamene, „oheň“ nebo rozptyl. V diamantu je hodnota disperze přibližně stejná jako u demantoidu nebo titanitu, ale jeho „oheň“ se zdá mnohem jasnější, protože „hra“ bezbarvých kamenů je patrnější. Jedno otočení diamantu způsobí celý svazek duhových jisker. Všechny průhledné minerály (s výjimkou kubických a amorfních minerálů) rozdělují světlo na dva různě vychýlené paprsky. Tento jev se nazývá dvojlom nebo dvojlom. Zároveň, když se podíváte skrz fasetovaný kámen, můžete vidět, že žebra zadních faset se jakoby rozdvojila. U titanitu je dvojlom tak výrazný, že jej lze pozorovat pouhým okem, u olivínu – chryzolit a zirkon – lupou. K pozorování tohoto efektu u jiných drahokamů je nutný mikroskop. Některé prvky chemických nečistot přítomné ve složení šperkového kamene pohlcují část světelných paprsků a tím ztmavují určité části světelného spektra. Absorbovanou část světla lze určit pomocí spektroskopu, ve kterém jsou části spektra odpovídající absorbovaným paprskům znázorněny tmavými svislými pruhy nebo čárami. Každý chemický prvek má charakteristické uspořádání a kombinaci pásů reprezentujících jeho absorpční spektrum.

Dichroismus Efekt bicolor (dichroismus) je pozorován u řady šperkových kamenů, vyznačujících se přítomností dvojlomu, když se jejich orientace mění vzhledem k linii pohledu. Změna barvy se projeví, pokud krystal otočíte nebo se na něj podíváte skrz horní nebo boční plochy. Tato vlastnost umocňuje kouzlo kamene a jeho atraktivitu, např. u turmalínu je dichroismus tak silný, že jej lze pozorovat bez pomoci dichroskopu (přístroj, který zesiluje účinek dichroismu; obě barvy lze vidět vedle sebe straně v jednom zorném poli). U některých drahých kamenů je testování dichroismu jednou z nejzřejmějších diagnostických metod. Například rubín okamžitě vyniká od ostatních červených kamenů přítomností dvou jasně definovaných odstínů červené.

Pleochroismus V anizotropních krystalech může být světlo oscilující v různých krystalografických směrech absorbováno různě. Jedním z možných důsledků tohoto jevu, zvaného pleochroismus, je změna barvy krystalu při změně směru vibrací. V jiných krystalech se světlo kmitající v jednom krystalografickém směru může šířit téměř bez ztráty intenzity a v pravém úhlu k němu může být téměř úplně absorbováno. Působení polarizačních filtrů jako je Polaroid je založeno na rozdílech v absorpci světla tenkými orientovanými krystaly.

Asterismus Hvězdný efekt, který se vyskytuje pouze u několika drahých kamenů, se nazývá asterismus. Je způsobena odrazem (difrakcí) světla od inkluzí v kameni, orientovaných v určitých krystalografických směrech. Nejlepšími příklady jsou hvězdný safír a hvězdný rubín. V minerálech s vláknitou strukturou, jako je například kočičí oko, je pruh světla, který při otáčení kamene mění svou polohu (iridescence). Světelná hra v opálu nebo brilantní paví barvy labradoritu se vysvětlují interferencí světla, tzn. míchání světelných paprsků při jejich odrazu od vrstev pravidelně uspořádaných křemičitých kuliček (opál) nebo od nejtenčích lamelárních krystalických výrůstků (labradorit, měsíční kámen).