Diamante
La composición química de los diamantes es asombrosa ya que son simplemente carbono; ¡sí, el elemento carbono y nada más! Es decir, un diamante y la punta de un lápiz (grafito) ¡son la misma sustancia! La diferencia es el modo en que se ordenan los átomos de carbono. En el diamante los átomos de carbono se enlazan formando pirámides triangulares (tetraedros), lo cual genera una estructura tridimensional extremadamente firme; por eso el diamante es uno de los materiales más duros que existen.
Rubí
Los rubíes están formados por un compuesto químico: el óxido de aluminio Al2O3. En mineralogía al óxido de aluminio se le llama corindón. En su estructura cada átomo de aluminio está rodeado por seis átomos de oxígeno, formando octaedros. El aluminio queda en el centro y los oxígenos quedan en los vértices del octaedro.
Esta estructura de octaedros se repite indefinidamente, por lo que se forma un cristal.
Sin embargo, en algunos lugares del cristal los átomos de aluminio son sustituidos por átomos de cromo Cr. Estos átomos de cromo generan el color rojo característico del rubí.
Zafiro
Curiosamente los zafiros tienen casi la misma composición química que los rubíes; los zafiros también están formados por óxido de aluminio Al2O3 (corindón); y sus estructuras también son prácticamente iguales: octaedros con el átomo de aluminio al centro y seis átomos de oxígeno en los vértices.
La única diferencia entre el zafiro y el rubí es que en el zafiro algunos átomos de aluminio son sustituidos por átomos de titanio Ti (no de cromo, como en el rubí). Estos átomos de titanio generan el color azul característico del zafiro.
Esmeralda
Las esmeraldas están formadas por otro compuesto químico: silicato de berilio y aluminio Be3Al2(SiO3)6. En mineralogía a este compuesto se le llama berilo (no berilio). En la estructura de los silicatos cada átomo de silicio está rodeado por cuatro átomos de oxígeno, formando pirámides triangulares (tetraedros):
En la esmeralda, estos tetraedros se ordenan formando un anillo, por eso se denominan ciclosilicatos:
Esta estructura de anillo se repite indefinidamente, por lo que se forma un cristal.
Esta red de anillos (ciclosilicatos) se repite una sobre otra, formando numerosas capas. Pero, ¿dónde quedan los átomos de berilio y aluminio indicados en la fórmula química? Los átomos de berilio y aluminio se acomodan entre las capas de anillos. Además, en algunos lugares del cristal los átomos de aluminio son sustituidos por átomos de cromo Cr. Estos átomos de cromo generan el color verde característico de la esmeralda.
Aguamarina
Curiosamente las aguamarinas tienen casi la misma composición química que las esmeraldas; las aguamarinas también están formados por silicato de berilio y aluminio Be3Al2(SiO3)6 (berilo); y sus estructuras también son prácticamente iguales: redes de ciclosilicatos, apiladas unas sobre otras, con átomos de berilio y aluminio entre las capas.
La única diferencia entre la aguamarina y la esmeralda es que en la aguamarina algunos átomos de aluminio son sustituidos por átomos de hierro Fe (no de cromo, como en la esmeralda). Estos átomos de hierro generan el tono azulado característico de la aguamarina.
Ópalo
Los ópalos están formados por otro compuesto químico: el óxido de silicio SiO2.La estructura interna de los ópalos es muy compleja y no ha sido determinada con exactitud. Los estudios realizados a la fecha establecen que los átomos de silicio y oxígeno se unen formando anillos de diferentes tamaños.
Debido a que los anillos son irregulares (tienen diferentes formas y tamaños), se dice que es óxido de silicio amorfo (igual que el vidrio). Además, en los huecos de estos anillos se encuentran moléculas de agua, es decir, el compuesto está hidratado. Lo que distingue al ópalo es que este óxido de silicio amorfo e hidratado se empaqueta en esferas microscópicas que se ordenan regularmente formando una red tridimensional.
Esta estructura regular de esferas microscópicas difracta (desvía) la luz blanca, separándola en sus diversos colores. Por eso el ópalo es iridiscente (brilla con muchos colores).
En conclusión las gemas, al igual que todas las sustancias de nuestro planeta, están formadas por diminutas partículas; y la naturaleza y ordenamiento de estas partículas determinan sus características.
