Опал - аморфная (стекловатая, не кристаллическая) водосодержащая низкотемпературная модификация кремнезёма. В свойм составе содержит воду, до 30%.
Впервые опалы были завезены в Европу из Индии, от сюда и название камня. Европейское название происходит от латинского "opalus" и греческого "opallios"(перемена цвета), которые в свою очередь пришли с санскритского "Упала"(драгоценный камень).
У опала десятки цветовых разновидностей, обусловленных примесями - оксидами различных металлов и размером структурной ячейки. Наиболее частый состав опала такой (в %): SiO2 - 65-90, H2O - 4-30, Al2O3 - до 9, Fe2O3 - до 3, TiO2 - до 5. Иногда могут присутствовать примеси органических веществ.
Электронно-микроскопическое изучение опала обнаружило две главные особенности опала. Выяснилось, что опал состоит из сфер (шариков) кремнезема имеющие, в среднем, размер 0,2 мкм. Эти сферы одинакового размера располагаются в строгом геометрическом порядке и создают структуру на подобие дифракционной решетки. Промежутки между сферами заполнены водой, воздухом. Сами же сферы образованы концентрическими оболочками, сложенными из еще более мелких частичек кремнезема. В благородных опалах диаметр сфер составляет от 0,15 до 0,3 мкм. Только такого размера сферы могут давать дифракционные цвета в широком интервале спектра. При диаметре 0,3 мкм проявляются все цвета спектра, 0,2 мкм - преобладают зеленые, голубовато-фиолетовые тона, 0,15 мкм - голубые и фиолетовые, при меньших размерах - только фиолетовые цвета. Опалы, которые образованы сферами большего или меньшего размера, сферами неодинакового размера или не полностью сформированными - являются обычными опалами (не благородными), так как не споспособны давать цветовой дифракционный эффект. Например: в огненных опалах с месторождений Мексики, пространство между сферами заполнено веществом имеющим те же оптические характеристики, и поэтому дифракция (игра цвета) в них не проявляется. Молочно-белая окраска опалов с характерной опалесценцией вызвана неправильным расположением пустот между сферами кремнезема. Черный цвет опалов вызван очень точным расположением сфер кремнезема и наличием в структуре примесей железа и титана, которые и способствуют поглащению света. Есть опалы, которые при погружении в воду меняют свой цвет, восстанавливаемый снова на воздухе, что связано с его пористым строением. Их используют для имитации черного опала, после соответствующей переработки.
У натуральных опалов, при длительном воздействии атмосферы, могут развиваться трещины (из-за не естественной интенсивной дигидратации кремнезема). Весьма вероятно сильное растрескивание камня при погружении в теплую мыльную воду. У синтетических опалов этих проблем нет, так как содержание микро пор в них гораздо меньше по сравнению с истинно природными камнями.
