Los colores de los rubíes y esmeraldas son tan llamativos que han definido las tonalidades de rojo y verde en el lenguaje popular, denominándose «rojo rubí» y «verde esmeralda». Sin embargo, el origen de estos colores se encuentra en la química de los metales de transición, elementos que ocupan una posición central en la tabla periódica. Estos metales, como el hierro y el oro, son conocidos por sus intensos colores, que se manifiestan no solo en las gemas, sino también en pigmentos y otros compuestos. Por ejemplo, el color de la sangre se debe a la presencia del hierro en la proteína hemoglobina.
La química detrás de los colores
Los rubíes y esmeraldas son ejemplos emblemáticos de cómo una pequeña cantidad de un metal de transición, en este caso el cromo, puede generar colores vibrantes en minerales que, de otro modo, serían incoloros. Ambos son minerales con una composición química constante y una estructura altamente ordenada a nivel atómico. Cuando esta estructura se organiza en tres dimensiones, el mineral se convierte en un cristal. La teoría del campo cristalino, desarrollada por físicos en la década de 1920, permite a los científicos explicar por qué los rubíes y esmeraldas presentan sus características tonalidades. Esta teoría establece que la estructura de los iones de metales de transición se ve afectada por los átomos que los rodean, influyendo en su capacidad para absorber diferentes longitudes de onda de luz.
El rubí está compuesto principalmente por el mineral corindón, que incluye aluminio y oxígeno en una red cristalina. En este caso, los iones de aluminio están rodeados por seis iones de oxígeno. Por otro lado, la esmeralda está formada por el mineral berilo, que contiene beryllium, aluminio, silicio y oxígeno, lo que genera una estructura más compleja. Aunque tanto el corindón como el berilo son incoloros en su estado puro, la presencia de cromo, que reemplaza aproximadamente el 1% del aluminio en la formación de estas gemas, es lo que les otorga su color característico. En el rubí, el cromo absorbe luz azul y verde, reflejando la luz roja, mientras que en la esmeralda, el cromo, debido a la interacción con otros elementos, absorbe luz azul y roja, permitiendo que el verde sea lo que percibimos. Este fenómeno resalta cómo los científicos pueden manipular las propiedades de los metales de transición mediante la variación de su entorno, contribuyendo al entendimiento de la química de compuestos que contienen metales y al diseño de nuevos materiales con características específicas.
