Ruby nằm trong nhóm Hematit (X2O3), cấu trúc của nhóm khoáng vật này dựa trên hình 6 phương khép kín của nguyên tử Oxi với các cation trong khối tám mặt giữa chúng. Trên cơ sở hình chiếu của cấu trúc Ruby chỉ ra rằng có 2/3 khoảng trống của tám mặt là được lấp bởi cation Al3+. Liên kết hóa trị tĩnh điện hoặc lực lượng liên kết của mối liên kết Al3+, bởi ion Al3+được bao quanh bởi 6 ion Oxi, hóa trị tĩnh điện của mỗi sáu liên kết nguyên tử Al-O trong phân tử bằng ½. Mỗi ion Oxi
41
HDKH: TS. Trần Quang Trung
được chia sẻ giữa 4 khối tám mặt, nghĩa là 4 liên kết nguyên tử trong phân tửđiện hóa trị bằng ½ lượng tỏa ra từ một vị trí Oxi.
Mỗi khối tám mặt chung 1 mặt giữa 2 lớp cận kề theo chiều thẳng đứng của các chống khối tám mặt (sắp xếp chồng lên nhau) như minh họa trên hình 3.9.
Công thức hóa học của Ruby là Al2O3, ở dạng α-alumina với một phần nhỏ các ion Cr3+ thay thế vị trí của Al3+ trong mạng tinh thể.
Hình 3.9 Mô hình cấu trúc tinh thể của Ruby
Đặc tính tinh thể học của Ruby: kết tinh trong biến thể ba phương của tinh thể hệ 6 phương, thuộc lớp 32/m với các yếu tốđối xứng:
• Một trục đối xứng bậc ba, tượng trưng cho 1 trục bậc 3 đảo. • Ba trục đối xứng bậc 2 vuông góc với trục bậc 3.
• Ba mặt đối xứng vuông góc với trục bậc 2 và cắt nhau dọc theo trục có thứ tự cao.
• Một tâm đối xứng.
Ruby là một khoáng vật của nhôm: Al2O3, kết tinh ở hệ lục phương, có hình dạng thường gặp là lăng trụ, hình tấm 6 mặt, hai tháp 6 phương,…(hình 3.10)
42
HDKH: TS. Trần Quang Trung
Hình 3.10 Mô hình một số dạng tinh thể thường gặp của Ruby