Плотность алмаза настолько велика, что обработать его ничем другим, как таким же минералом, невозможно. Его использовали в качестве украшения и для хозяйственных нужд, он становился причиной появления легенд. Считается, что минерал полезен при некоторых недугах и наделен магическими свойствами.
Формула алмаза — С — как и у графита, но если изучить отличия между камнями в химии, то окажется, что последний заметно уступает по многим параметрам. Кристалл не имеет аналогов среди минералов, как натуральных, так и выращенных в лабораторных условиях. Из чего состоит алмаз и так ли велика его прочность, благодаря которой он удостоен звания «самый твердый камень Земли»?
Немного о добыче и цвете
Известно несколько версий образования алмазов:
- Результат повышения температуры силикатов, являющихся соединениями кислорода с кремнием. Кристаллы скрываются в коре Земной мантии, а мощные глубинные взрывы выталкивают их на поверхность.
- Формирование под одновременным влиянием высоких температур и давления, вызванных падением метеоритов.
Добыча минерала ведется из:
- Алмазных приисков путем промывания речного и морского песка. Так находят мелкие камушки, углеродный состав которых обозначается буквой C.
- Алмазных карьеров – мест, где залежи породы расположены у поверхности, что позволяет вести работы открытым методом.
- Подземных рудников, например кимберлитовых трубок, впервые обнаруженных в XIX веке. Руда добывается путем бурения и прокладки шахт.
- Алмазных приисков, требующих комбинирования способа работ.
Необработанный драгоценный камень с виду неказист, имеет шероховатую поверхность без блеска. Кристаллы бывают как микроскопическими, так и очень крупными. Масса большинства алмазов редко превышает 15 карат. Исключением являются самородки весом в сотни карат. Сколько весит 1 карат алмаза →
Интерес ювелиров вызывает не более 25 % всех добытых камней. Остальным суждено стать частью промышленных установок и инструментов. Самые мелкие самоцветы превращаются в алмазный порошок.
Цветовая гамма алмазов разнообразна: водянисто-бесцветные, серые, голубые, синие, желтоватые, красные, розовые, зеленые, черные.
Многие экземпляры окрашены неравномерно:
- зонально, например, только в верхней части;
- пятнами.
Качество минерала определяет не только цвет или размер, но и наличие/отсутствие включений, дефектов. Разнообразие цветов обусловливает химический состав алмаза и природные условия, при которых происходит его формирование. От этого фактора также зависит невероятная бриллиантовая твердость.
О химических свойствах
Химический состав алмаза чрезвычайно прост – это соединения углерода, массовая доля которых составляет 99,8%. Нормой считается присутствие незначительного количества частичек кальция, бора, азота, магния, кремния или алюминия, проникших в кристаллическую решетку. Это объясняется тем, что абсолютно чистого углерода в природе не существует. Возможно, благодаря примесям алмазы обретают свои уникальные свойства.
Описание, которое имеет кристаллическая структура алмаза, выглядит примерно так: каждый атом, спрятанный в камень, состоит из шести электронов. Под воздействием температур и огромных нагрузок происходит трансформация, в результате чего атомы собираются в определенную цепочку, состоящую из тетраэдров. Перераспределение энергии делает их частью кристаллической ячейки. Частицы, объединенные сигма-связью, получают значительный коэффициент прочности.
Кристаллическая решетка минерала имеет форму гранецентрированного куба. В вершинах располагается по одному атому, а в середине – четыре. Форма кристалла алмаза такова, что 18 атомов оказываются надежно спрятанными внутри. В подобной «упаковке», подкрепленной прочной ковалентной связью, заключается невероятная твердость алмазов.
Уникальные химические свойства алмаза и необычное строение заставляют его люминесцировать разными цветами при попадании в рентгеновские лучи. Подобная характеристика может пригодиться при проверке наличия радиационного излучения.
О свойствах физических
Химическая формула алмаза обуславливает его необыкновенные физические особенности. Они характерны только для этого минерала, и аналогов среди других камней у бриллианта пока нет.
Отличительные свойства алмаза, обусловленные его химическим составом:
- Показатель преломления алмаза находится в пределах от 2,417 до 2,421. Сочетаясь с сильной дисперсией, равной 0,0574 он заставляет нанесенные при обработке грани блестеть, играя на свету.
- Алмаз имеет исключительную плотность, равную 3500 кг/м³.
- Твердость алмаза занимает наивысшую позицию по шкале Мооса с показателем 10. Если говорить об абсолютной твердости, то она в 150 и 1000 раз выше, чем у корунда и кварца соответственно.
- Говоря про физические свойства алмаза, нельзя не упомянуть его прекрасные изолирующие свойства, обусловленные практически полным отсутствием электронов.
- Устойчивость к кислотам, способным растворить металлы, которую обеспечивает прочность алмаза, и податливость некоторым щелочным растворам.
- Плавиться камень начинает при температуре 4000 °С и давлении около 11 ГПа.
- Сгореть минерал может, но особо беспокоиться нет смысла: это произойдет только при температуре 850-1000 °С на воздухе и при 720-800 °С под струей кислорода.
- Разогревшись до 2000 °С, находясь в условиях вакуума, алмаз становится графитом и взрывается.
Твердость алмаза настолько велика, что повредить его с помощью металла или другого минерала вряд ли удастся. Но камень может разбиться, упав на прочную поверхность, что говорит о необычайной хрупкости.
Лучепреломление алмазов таково, что, поместив бесцветный кристалл на страницу с печатным текстом, прочитать написанное не получится. Эта характеристика алмаза позволяет отличить подделку от оригинала. Бриллиант вставляется в изделия без фольгированной подложки, если другое не задумано дизайнером, ведь основание, несмотря на кажущуюся прозрачность, все равно останется невидимым. Подробнее о том, как отличить бриллиант от фианита →
Как вам статья?
