Какво е диамант и от какво се състои? Физични свойства на диаманта Диамантен кристал

ДИАМАНТ (тюркски almas, от гръцки adamas - неразрушим, непобедим * а. диамант; n. Diamant; f. diamant; i. diamante) - кристална кубична модификация на натив.

Диамантена структура. Елементарната клетка на диамантената пространствена кристална решетка е лицево-центриран куб с 4 допълнителни атома, разположени вътре в куба (фиг.).

Размерът на ръба на единичната клетка е a 0 = 0,357 nm (при t = 25°C и P = 1 atm). Най-късото разстояние между два съседни атома е C = 0,154 nm. Въглеродните атоми в структурата на диаманта образуват силни ковалентни връзки, насочени под ъгъл от 109°28" един спрямо друг, поради което диамантът е най-твърдото вещество, известно в природата. В лентовата структура на диаманта, забранената зона за не- вертикални преходи е 5.5 eV, за вертикални - 7.3 eV, ширина на валентната зона 20 eV. Подвижност на електрони mn = 0.18 m 2 /V.s., дупки mr = 0.15 m 2 /V.s.

Морфология на диаманта. Диамантените кристали имат формата на октаедър, ромбичен додекаедър, куб и тетраедър с гладки и плочести стъпаловидни лица или заоблени повърхности, върху които са развити различни аксесоари. Характеризира се със сплескани, удължени и сложно изкривени кристали с прости и комбинирани форми, двойни враствания и растеж според шпинелния закон, паралелни и произволно ориентирани враствания. Разновидностите на диаманта са поликристални образувания: ръбовете са сраствания на множество малки фасетирани кристали и зърна с неправилна форма, сиви и черни; бала - сферолити с радиална структура; carbonado - криптокристални, плътни, с емайл-подобна повърхност или подобни на шлака порести образувания, състоящи се главно от субмикроскопични (около 20 микрона) диамантени зърна, тясно слети едно с друго. Размерът на естествените диаманти варира от микроскопични зърна до много големи кристали с тегло стотици и хиляди карата (1 карат = 0,2 g). Теглото на добитите диаманти обикновено е 0,1-1,0 карата; големи кристали (над 100 карата) са редки. Таблицата показва най-големите диаманти в света, извлечени от дълбините.

Химичен състав. Диамантът съдържа примеси от Si, Al, Mg, Ca, Na, Ba, Mn, Fe, Cr, Ti, B номер. Използване на α-частици от радиоизотоп H, N, O, Ar и други елементи. е основният примес, който има голямо влияние върху физичните свойства на диаманта. Диамантените кристали, които са непрозрачни за ултравиолетова светлина, се наричат ​​диамант тип I; всички останали са класифицирани като тип II. Съдържанието на азот в по-голямата част от диамантените кристали тип I е около 0,25%. По-рядко се срещат безазотни диаманти, принадлежащи към тип II, в които съдържанието на азот не надвишава 0,001%. Азотът е изоморфно включен в структурата на диаманта и образува, самостоятелно или в комбинация със структурни дефекти (ваканции, дислокации), центрове, отговорни за цвета, луминесценцията, абсорбцията в ултравиолетовата, оптичната, инфрачервената и микровълновата област, природата на рентгеновите лъчи разсейване и др.

Физични свойства. Диамантите могат да бъдат безцветни или с фин нюанс на цвят, както и различни степени на ясно оцветени жълто, кафяво, лилаво, зелено, синьо, индиго, млечно бяло и сиво (до черно). При облъчване от заредени частици диамантът става зелен или син. Обратният процес - превръщането на цветен диамант в безцветен - все още не е осъществен. Диамантът се характеризира със силен блясък, висок коефициент на пречупване (n = 2,417) и силен ефект на дисперсия (0,063), което предизвиква многоцветна игра на светлината в . Като правило диамантените кристали показват аномално двойно пречупване поради напрежения, произтичащи от структурни дефекти и включвания. Диамантените кристали са прозрачни, полупрозрачни или непрозрачни, в зависимост от наситеността им с микроскопични включвания на графит, други минерали и газо-течни вакуоли. При осветяване с ултравиолетови лъчи значителна част от прозрачните и полупрозрачни диамантени кристали луминесцират в синьо, циан и по-рядко жълто, жълто-зелено, оранжево, розово и червено. Диамантените кристали (с редки изключения) луминесцират, когато са изложени на рентгенови лъчи. Сиянието на диаманта се възбужда от катодни лъчи и при бомбардиране от бързи частици. След отстраняване на възбуждането често се наблюдава последващо сияние с различна продължителност (фосфоресценция). Диамантът също показва електро-, триб- и термолуминесценция.

Диамантът, като най-твърдото вещество в природата, се използва в различни инструменти за рязане, пробиване и обработка на всички други материали. Относителна по скалата на Mocca 10, максимална абсолютна микротвърдост, измерена с индентор на лицевата страна (111), 0,1 TPa. Твърдостта на диаманта върху различните кристалографски повърхности не е еднаква; най-твърдото е октаедричното лице (111). Диамантът е много крехък и има много перфектно разцепване по лицето си (111). Модул на Юнг 0,9 TPa. Плътността на прозрачните диамантени кристали е 3515 kg/m3, полупрозрачните и непрозрачните - 3500 kg/m3, за някои австралийски диаманти - 3560 kg/m3; на ръба и карбонадо, поради тяхната порьозност, може да намалее до 3000 kg/m 3. Чистата повърхност на диамантените кристали е висока (контактен ъгъл 104-105°). При естествените диаманти, особено при диамантите от алувиални находища, на повърхността се образуват тънки филми, които повишават нейната омокряемост.

Диамантът е диелектрик. Съпротивлението r за всички азотни кристали от диамант тип I е 10 12 -10 14 Ohm.m. Сред диамантите тип II без азот понякога има кристали с r под 10 6 Ohm.m, понякога до 10-10 -2. Такива диаманти имат проводимост от тип r и фотопроводимост и при същите условия фототокът в диамант от тип II е с порядък по-голям от фототока, възбуден в диамант от тип I. Диамантът е диамагнитен: магнитната чувствителност на единица маса е 1.57.10 -6 SI единици при 18°C. Диамантът е устойчив на всички киселини дори при високи температури. В стопилки на алкали KOH, NaOH и други вещества в присъствието на O, OH, CO, CO 2, H 2 O възниква окислително разтваряне на диаманта. Йоните на някои елементи (Ni, Co, Cr, Mg, Ca и др.) имат каталитична активност и ускоряват този процес. Диамантът има висока топлопроводимост (особено безазотните диаманти тип II). При стайна температура тяхната топлопроводимост е 5 пъти по-висока от Cu, като коефициентът намалява с повишаване на температурата в диапазона 100-400 K от 6 до 0,8 kJ/m.K. Полиморфният преход на диаманта при атмосферно налягане се извършва при температура 1885±5°C в целия обем на кристала. Образуването на графитни филми върху повърхността на лицата (III) на диамантени кристали под въздействието може да се случи, започвайки от 650 ° C. На въздух диамантът гори при температура от 850°C.

Разпространение и произход. Диамантите са открити в метеорити, ударни скали, свързани с метеоритни кратери (астроблеми), в малки по размери дълбоки мантийни скали от предгитни и еклогитни състави, разположени в тях, както и във вторични източници - разсипи с различна възраст и генезис (и др. ). Няма консенсус относно произхода на диамантите. Някои учени смятат, че диамантите кристализират в самите кимберлитови тръби по време на тяхното образуване или в междинни центрове, които възникват на плитки (3-4 km) дълбочини (субвулканични центрове). Други смятат, че диамантите се образуват на голяма дълбочина в изходната кимберлитна стопилка и продължават да кристализират, докато се издига до горната част. Най-обосновано развитата идея е, че диамантите са генетично свързани с различни скали и се отстраняват от тях заедно с друг ксеногенен материал, намиращ се в кимбърлитите. Има и други идеи за генезиса на диаманта (например кристализация при ниски налягания с използване на въглерод от дълбок произход и карбонати от вместими скали).

Диамантени находища. Диамантените кимберлитови скали и алувиалните отлагания, образувани поради тяхната ерозия, са от промишлено значение. Кимбърлитите се намират главно върху древни и; Те се характеризират главно с тела с тръбна форма, както и хъскита и . Размерите на кимберлитовите тръби варират от един до няколко хиляди метра в напречно сечение (например тръбата Mwadui в Танзания с параметри 1525x1068 m). Над 1500 кимберлитни тела са известни на всички платформи, но само няколко имат търговско диамантено съдържание. Диамантите са разпределени изключително неравномерно в кимбърлитите. Тръбите със съдържание на диаманти от 0,4 карата/m3 и повече се считат за промишлени. В изключителни случаи, когато тръбите съдържат по-висок процент висококачествени диаманти, експлоатацията с по-ниско съдържание, например 0,08-0,10 карата/m 3 (Jagersfontein в Южна Африка), може да бъде печеливша. Кимбърлитите са доминирани от кристали с размери 0,5-4,0 mm (0,0025-1,0 карата). Тегловната им част обикновено е 60-80% от общата маса на извлечените диаманти. Запасите в отделни находища възлизат на десетки милиони. Най-големите първични находища на диаманти са проучени в Танзания, Лесото, Сиера Леоне и др.

Обогатяване. В алувиалните отлагания скалата първо се промива, за да се отстрани свързващата глинеста маса и да се отдели груб кластичен материал; изолираният насипен материал се разделя на четири класа: -16+8, -8+4, -4+2, -2+0,5 mm. произведени чрез гравитационни методи (мокро и въздушно, обогатяване в тежки суспензии, в концентрационни купи). За извличане на малки диаманти и диамантени чипове се използват филм и пяна с предварително почистване на повърхността. Реактиви: амини, аерофлоти, мастни киселини, керосин, крезилова киселина. За извличане на диаманти най-широко използваният процес е мастният процес (за зърна с размер на частиците 2-0,2 mm), базиран на селективната способност на диамантите да залепват върху мастните повърхности. Като мазнина се използват вазелин, петрол, автол и сместа му с парафин, олеинова киселина, нигрол и др. Наред с процеса на мазнина се използва електростатична сепарация (за зърна с размер 3-0,1 mm), базирана на. различната проводимост на минералите (диамант - лош проводник на електричество). За извличане на сравнително големи диаманти се използва метод с рентгенова луминесценция, базиран на способността на диамантените кристали да луминесцират (рентгенови луминесцентни машини).

Приложение. Диамантите се делят на бижутерски и индустриални. Първите имат висока прозрачност. Най-ценните диаманти са безцветни („чиста вода“) или с добър цвят. Техническите диаманти включват всички други добити диаманти, независимо от тяхното качество и размер. В CCCP диамантите се сортират според спецификациите, които се актуализират с разширяването на приложенията за диаманти. В зависимост от вида и предназначението необработените диаманти се класифицират в категории по качество; във всяка категория има групи и подгрупи, които определят размера, формата и специфичните условия за целта на диамантените кристали. Около 25% от диамантите в света се използват в бижутерската индустрия за производство на полирани диаманти.

Притежавайки изключително висока твърдост, диамантите са незаменими за производството на различни инструменти и устройства (индентори за измерване на твърдостта на материали, матрици, игли за профилометри, профилографи, пантографи, свредла, фрези, апликирани камъни за морски хронометри, стъклорези и др.). ). Диамантите се използват широко за производството на абразивни прахове и пасти и за пълнене на диамантени триони. Някои метали, полупроводникови материали, керамика, стоманобетонни строителни материали, кристал и др. се обработват с диамантени инструменти. Благодарение на комбинацията от редица уникални свойства, диамантите могат да се използват за създаване на електронни устройства, предназначени да работят в силни електрически полета, при високи температури и в условия на повишени нива на радиация, в агресивни химически среди. На базата на диаманти са създадени детектори за ядрена радиация, радиатори в електронни устройства, термистори и транзистори. Прозрачността на диамантите за инфрачервено лъчение и слабото поглъщане на рентгенови лъчи им позволяват да бъдат използвани в инфрачервени приемници и в камери за изследване на фазовите преходи при високи температури и налягания.

Синтетични диаманти. В средата на 50-те години. Започва развитието на индустриалния синтез на индустриални диаманти. Синтезират се предимно малки монокристали и по-големи поликристални образувания като баласа и карбонадо. Основните методи на синтез: статичен - в системата метал - графит при високи налягания и температури; динамичен - полиморфен преход на графит в диаманти под въздействието на ударна вълна; епитаксиален - растеж на диамантени филми върху диамантени семена от газообразни въглеводороди при ниски налягания и температури от около 1000°C. Синтетичните диаманти се използват по същия начин като естествените технически. Общото производство на синтетични диаманти значително надвишава производството на естествени диаманти.

Диамантът е минерал с естествен произход. Самото име на този камък означава „твърд“ и много истории за неговата стойност и красота отдавна са се превърнали в легенди. Сред вас, любители на скъпоценни и полускъпоценни камъни, сигурно има и такива, които искат да знаят всичко за диамантите – включително как изглежда един диамант в естествената си среда и след професионална обработка от бижутери.

Из историята на диаманта

Диамантените камъни се споменават за първи път около третото хилядолетие пр. н. е., но те започнаха да се използват като бижута сравнително наскоро - преди по-малко от 500 години, когато майсторите на бижута започнаха да овладяват техниката на рязане на този камък, което позволява да се направи диамант.

Известно е, че руската императрица Екатерина II много обичаше скъпоценните камъни: диамантът, разбира се, спечели специалното й благоволение като най-красивия от всички минерали, а думата „диамант“ в руската разговорна употреба бързо стана синоним на лукс, просперитет и богатство.

Това може да изглежда странно, но все още не може да се установи точното време, когато е открит диаманта. Общоприето е, че този камък е един от най-красивите и луксозни на външен вид, но това е общоприето погрешно схващане, което няма много общо с реалността.

Естественият диамант, необработен от човека, често дори не прилича на скъпоценен камък, а изглежда като кристален скален кристал с неопределена форма. Диамантът в природата често е безцветен или прозрачен и необученото око не винаги разпознава в него точно този вид камък, който може да се окаже безценен екземпляр за добър специалист.

На различните езици твърдостта на диаманта се изразява почти по един и същи начин. На арабски звучи като „алмас“, тоест „най-трудно от всички“. На гръцки език описанието на този камък се изразява с думата „адамас“, което означава „неразрушим“. На руски език понятието „диамант“ се чува за първи път от известния пътешественик Афанасий Никитин през 15 век, което е описано в известното литературно произведение „Ходене през три морета“.

Има ли нещо по-трудно в природата?

Твърдостта на диамантения камък е известна отдавна и се смята, че няма равен в това отношение. Любопитното човечество обаче отдавна си задава въпроса: може би в природата има някакъв вид скала или други минерали, които биха могли да се конкурират с диамант по отношение на неговата легендарна „неразрушимост“?

Бих искал веднага да уверя всички, които се интересуват: диамантът е най-твърдият минерал и в тази област наистина няма равен на него. Напълно оправдава името си и само то самото може да стане по-твърдо, ако се обработва по специален метод.

Какво определя твърдостта, с която диамантените камъни са толкова известни? Този показател пряко зависи от състава на тяхната кристална решетка. Ако кристалната решетка се обработва по определен метод, премахвайки всички възможни дефекти от нея, тогава е възможно да се получи ново лабораторно вещество, наречено "хипердиамант" синтетично. Това е диамант, чийто кристал е толкова съвършен, че здравината му е единадесет пъти по-голяма от естествения материал. Основата беше типът издръжлива „решетка“, дадена на учените от рядък сорт диамант, наречен „карбонадо“: черен камък.

Както знаете, обикновените монокристални (или монокристални) диаманти са несъвършени и имат много естествени дефекти и пукнатини. Случва се да не издържат на много високи температури и налягане. Но след като специалистите успяха да възпроизведат поликристалната структура на карбонадо в лабораторни условия, можем да кажем с увереност, че определено няма камък, по-твърд от такъв материал. Може да се използва за създаване на продукти с голямо разнообразие от размери и форми, които са изключително устойчиви на всякакви температурни условия.

Състав и свойства на камъка

Диамантеният камък има въглероден произход. Най-често срещаният му вид е прозрачен диамант, който може да бъде безцветен или да има определени нюанси на един или друг цвят, което му придава особена привлекателност. Блясъкът на диаманта на слънце е много ярък - вероятно именно това някога е привлякло човек към себе си, подтиквайки го да започне да използва различни видове диаманти като бижута и впоследствие да създаде уникални диамантени образци, които са получили великолепен човек- направен разрез.

Атомите на кристалната решетка на камъка са с кубична форма. Това е причината за високите оценки на твърдостта: скалата на Моос му дава най-високата оценка от десет точки. Но има една тънкост, която по едно време майсторите не можеха да вземат предвид: това е така нареченото перфектно деколте, поради което Диамантените кристали, въпреки силата си, са много крехки . Именно това парадоксално свойство често причиняваше унищожаването на ценни видове диаманти.

Както вече споменахме, диамантите, чиито естествени свойства не са подобрени от ръката на добър майстор бижутер, изглеждат много скромни и понякога дори незабележими. Как изглежда диамантът, намерен току-що в определено находище? Обикновено това е малък вкаменен конгломерат, чиято повърхност изглежда матова и ако я вземете, веднага можете да почувствате приятна грапавост.

Диамантените кристали се срещат по-често като единични (или изолирани), но има и разтопени образци, които са фини кристални образувания или разновидности на по-големи диаманти.

Къде и как се формират

Има няколко теории за това. Най-разумният и логичен от тях е магматична теория . Ако разчитате на него, тогава въглеродните атоми под въздействието на високо налягане (поне петдесет хиляди атмосфери) могат да променят структурата на своята кристална решетка, образувайки този прекрасен камък. Освен това дълбочината му е 100 км или повече. Впоследствие, по време на вулканични изригвания, диамантите се пренасят от магмата на повърхността на Земята.

Класификацията на диамантите, която ги сортира въз основа на кристални форми, индекс на цвят и други свойства, подчертава най-интересните метеоритен вид тези камъни. Вероятно този тип диамант е с неземен произход и е възникнал още преди Слънцето да се появи в нашата Галактика. Има и доказателства, че в природата има кристали, които са се образували върху падащи метеорити поради действието на огромно налягане и температурни фактори върху тях.

Забележителен факт е, че всички видове диаманти не са нищо повече от „близки роднини“ на графита, който претърпява процеси на кристализация в недрата на Земята под високо налягане и температура на голяма дълбочина. Когато вулканичната лава изхвърля вече „подготвени“ от природата камъни, се образуват кимберлитови тръби: това е името на всички първични находища на диаманти.

Когато метеоритът падне на Земята, температурата в момента, в който той удари повърхността й, е 3000°C, а налягането се повишава до 100 hPa. Тъй като такива екстремни условия са близки по численост до процесите, които се случват в дълбините на нашата планета, това се превръща в реалната основа за образуването на ударен тип скала, която включва диамантени кристали.

Камъни, които очевидно имат извънземен произход, са намерени в големи количества в Съединените щати - в същия Гранд Каньон, където огромен метеорит падна преди 30 000 години. Подобно находище, появило се в резултат на падане на метеорит, има в Якутия. Такива големи метеоритни кратери се наричат ​​астроблеми и се срещат в различни части на Земята: освен в САЩ и Якутия, подобно находище във формата на кратер има в северните райони на Сибир.

Въпреки очевидната си рядкост, диамантът е камък, който е много широко разпространен. Неговите залежи могат да бъдат намерени навсякъде с изключение на Антарктида.

Разнообразие от форми и размери

Диамантът е камък с много разнообразни морфологични характеристики. Формата на диаманта може да бъде моно- или поликристална, което пряко определя показателя за якост. Вече споменатото черно карбонато има поликристална структура, която е копирана от учени в лабораторията, за да се получи синтетично суперздрав камък. Кимберлитовите находища са представени изключително от тези диаманти, чиято форма е октаедър или плосък ръб.

Има и сложни кристали с оригинална форма на ромби или кубчета, сред които има екземпляри с типични форми със заоблени ръбове - ромбодекедроиди. Те възникват, когато диамантите се разтварят от кимберлитна стопилка. Що се отнася до кубичния тип кристали, тяхното образуване се осигурява от влакнестия растеж на диамантите, който се случва според нормалния механизъм. Между другото, лабораторно отгледаните диаманти най-често се характеризират с кубовидни кристали, което е една от разликите им от естествените камъни.

Кристалите на различните диаманти са различни: от такива, които могат да се видят само под микроскоп, до много големи. Например, през 1905 г. в Южна Африка е открит екземпляр с тегло 0,621 кг, което е 3106 карата. . Проучван е няколко месеца и след това е разделен на няколко части. Редки камъни са тези, чието тегло надвишава 15 карата, а най-редки - тези с тегло 100 карата или повече. По правило те със сигурност заемат специално място в историята и дори им се дават имена.

Цветов спектър

Какви цветове са диамантите? В зависимост от съдържащите се в тях примеси, както и от характеристиките на химичните реакции, настъпили по време на образуването на камъка, цветът на диаманта може да варира.

Камък, който няма никакви цветове, е с изключителна красота; прозрачността на този тип диамант понякога се характеризира образно с известната фраза „диамант от чиста вода“. Най-често екземплярите имат лек нюанс на някакъв цвят или „цвят“. Камъните от „чиста вода“ са най-рядко срещаните сред тях.

Процесът на образуване на червени, розови и кафяви камъни все още не е напълно проучен, което им придава особен мистицизъм и привлекателност

Ако говорим за син камък, диамантът с този цвят отдавна е спечелил титлата на търг и уникален. Синият му цвят се получава от заместването на атомите в кристалната решетка от въглерод на бор. Рафинирането на естествени диаманти със син цвят често се практикува от специалисти и в лабораторни условия.

Не по-малко редки са и тези, чиято мисия е да представят най-ценните частни колекции. И тук обаче отдавна се използва технологията за „трансформиране“ на по-често срещания жълт диамант в син чрез създадени от човека химически реакции.

Зеленият цвят на диаманта се придобива, когато е изложен на естествена радиация за дълго време. Тези минерали са наистина красиви с наситения си тъмнозелен оттенък и получават много високи оценки от бижутерите.

Черният диамант се намира в горните слоеве на земната кора и решетъчната му структура се състои от микроскопични кристали, слети заедно. Той е изключително красив и издръжлив - вече беше споменат няколко пъти в нашата статия.

Приложение

Как да различим истински диамант от фалшив

Развитието на химическата промишленост дава възможност за разпространението на умело изработени фалшификати или имитации, много от които се радват на известен успех сред купувачите поради своята яркост и ниска цена.

Въпреки това винаги е възможно да се разграничи естественият камък от изкуствения:

1. Например, естественият диамант има способността силно да разсейва светлината . Ако насочите светлинен лъч през камък и той не промени посоката си и остане равномерен, това определено е фалшификат.
2. Естествен диамант започва да свети, когато е изложен на ултравиолетови лъчи .
3. Известен със своята издръжливост, истинският диамант не подлежи на абразия . В тази връзка има смисъл внимателно да се изследват всичките му ръбове през лупа: ако имат драскотини, пукнатини или ожулвания, камъкът е фалшив.
4. Ако условията позволяват, чрез Ръбовете на камъка могат да бъдат нарисувани с маркер . Ако линията е права и не се размазва - Диамантът най-вероятно е истински.
5. Естественият камък не се замъглява , ако дишате леко върху него.
6. Има и много „варварски“, но полезен опит потапяне на диамант в киселина - ако не е фалшификат, със сигурност нищо няма да му стане .

Кубичните цирконии често се представят за диаманти - изкуствени камъни, разработени във Физическия институт Лебедев преди почти петдесет години. Може да бъде трудно да го различите от естествения камък, но тук трябва да обърнете внимание на броя на ръбовете. Диамантът има стандартно число 57, докато фалшификатите имат много по-малко. Обикновено такъв експеримент се провежда през лупа с 12-кратно увеличение.

Диамантът е прекрасен камък, който винаги ще бъде ценен сред любителите и професионалистите в бижутерията и ако знаете как да различите естествен минерал от фалшив и знаете как да идентифицирате автентичността на диамант, имате шанс да закупите качествени бижута, които ще ви служи дълго време в продължение на много години.

Диамантът е може би най-популярният, най-скъпоценният камък в света. Диамантът е полиран диамант. Обикновено е безцветен или има бледи жълти, кафяви, сиви, зелени, понякога розови нюанси и рядко черни. Има около 1000 разновидности на бижутерски диаманти.

Диамантът е символ на твърдост, смелост, невинност. Този камък дава на собственика твърдост и смелост, защитава членовете на тялото му. Смятало се, че диамантът дава и запазва остротата на слуха, предпазва от тъга и магьосничество, както и от зли духове. Ако някой магьосник иска да омагьоса собственика на диамант, тогава цялата скръб и неуспехи ще бъдат прехвърлени върху него. Диво животно няма да нападне човек, който носи диамант. Камъкът може да лекува сомнамбулизъм.

Диамантът трябва да бъде придобит свободно, без принуда или насилие, тогава той ще има голяма сила. Камъкът ще загуби силата си поради греховността и невъздържаността на човека, който го носи. Диамантите, които се предават по наследство от майка на дъщеря и от баща на син, имат голяма сила. Ако сте ги купили, те няма да започнат да „работят“ за вас веднага. Те трябва да бъдат „опитомени“.

Диамантите със зеленикав оттенък повишават способността на жената да ражда деца, подпомагат нормалното протичане на бременността и улесняват раждането. Те лекуват склероза, апоплексия, предотвратяват образуването на камъни, успокояват мигрена, предпазват от светкавици и зли очи.

Диамантът с вътрешни петна се смята за най-лошия и фатален камък.

Диамантът се свързва с енергията на Слънцето и се използва като сърдечен тоник. Според вярванията на древните този камък ефективно подмладява и осигурява духовно развитие. Носенето на златен диамантен пръстен на безименния пръст на дясната ви ръка ще ви позволи да усетите фините ефекти на енергията върху тялото си. Не можете да носите диамантени пръстени на други хора.

Смята се, че името „диамант“ идва от гръцката дума адамас – неустоим, неразрушим. Шлифовани диаманти се наричат ​​брилянти. Това име идва от френската дума brilliant, което в превод на руски означава „искрящо“.

Диамантът се състои от приблизително 96-99,8% въглерод, 0,2-0,3% са примеси от химични елементи като азот, кислород, алуминий, бор, силиций, манган, мед, желязо, никел, титан, цинк и др. Безцветните диаманти са рядкост. Най-често те имат някаква сянка. В природата има диаманти, които са ярко оцветени в жълто, оранжево, зелено, синьо, светло синьо, розово, кафяво, сиво и черно.

За обозначаване на цвета на диаманта има следната градация, включваща 12 цвята:
ятер - синкаво-бял;
река - напълно прозрачна синкаво-бяла;
Тон Vissedton - чисто бял, по-малко прозрачен;
Wisselton - бяло;
горен кристал - с лек нюанс на жълто;
кристал - с малко по-забележим нюанс на жълто;
верп светъл - с много лек нюанс на кафявото;
горна пелерина - леко жълтеникава;
нос - жълтеникав;
светло жълто - светло жълто;
светло кафяво - светло кафяво;
жълто - жълто.

Блясъкът на диаманта е толкова характерен, че се нарича диамант.

Съединение. Минерал, кристална полиморфна модификация на естествения въглерод, превъзхождащ всички минерали по блясък, красота и твърдост.

Диамантът се състои от чист въглерод (до 99,8%), но обикновено съдържа малки примеси от различни химични елементи, включени в кристалната структура или в състава на включвания на други минерали.

Място на раждане. Промишлените находища са свързани с кимберлити и разсипи. Основни чуждестранни страни производители: Южна Африка, Конго (Заир), Ботсвана, Намибия. В Руската федерация има находища в Якутия и Урал.

Приложения. Диамантът се използва в промишлеността като абразивен материал, а също и, разбира се, в производството на бижута.

Но без рязане диамантът не изглежда много привлекателен. Повърхността на кристалите, извлечени от земята, в повечето случаи е грапава и покрита с полупрозрачна, напукана сива кора.

Едва след като полирал и нарязал диаманта в диамант, човекът видял, че „това е светлината на слънцето, кондензирана в земята и охладена от времето, тя играе с всички цветове на дъгата, но самата тя остава прозрачна, като капка." Това каза за диаманта руският писател А.И. Куприн. Благородните метали са служили или като украса, или за магически цели, например като амулети (амулети).

Характеристики на образованието. Предполага се, че диамантът кристализира като един от първите минерали по време на охлаждането на силикатната стопилка на мантията на дълбочина 150-200 km при налягане 5000 MPa и след това се пренася на повърхността на Земята в резултат на експлозивни процеси, съпътстващи образуването на кимберлитови тръби, 15-20% от които съдържат диамант.

Диамантите се намират и в дълбоко разположени еклогитни скали и някои дълбоко метаморфозирани гранатови гнайси. Малки диаманти се намират в значителни количества в метеорити, както и в гигантски метеоритни кратери, където разтопените скали съдържат значителни количества финокристален диамант.

Размерите на кристалите варират от микроскопични до много големи; теглото на най-големия диамант, Кулинан, открит през 1905 г. в Южна Африка, е 3106 карата (0,621 кг).

Физични свойства

а) По скалата на Моос относителната твърдост на диаманта е 10, абсолютната твърдост е 1000 пъти по-висока от твърдостта на кварца и 150 пъти по-висока от тази на корунда, най-високата сред естествените и изкуствените материали,
б) Конхоидална фрактура,
в) Плътността на чистия диамант е 3,511 g/cm3,
г) Блясъкът е силен, от диамантен до мазен,
д) Високият коефициент на пречупване (от 2,417 до 2,421) и силната дисперсия (0,0574) определят яркия блясък и многоцветната „игра“ на шлифовани бижутерски диаманти, наречени брилянти.
е) полупроводник.

Диамантът може да бъде безцветен, водопрозрачен или оцветен в различни нюанси на жълто, кафяво, червено, синьо, зелено, черно, сиво.

Разпределението на цвета често е неравномерно, неравномерно или зонално. Под въздействието на рентгенови, катодни и ултравиолетови лъчи повечето диаманти започват да светят (луминесцират) в синьо, зелено, розово и други цветове.

Диамантът се залепва за някои мастни смеси; това е основата на най-широко използвания метод за извличане на диаманти във фабриките за обработка. На въздух диамантът гори при 85 oC с образуване на CO2; във вакуум при температури над 150 oC се превръща в графит.

Лечебни свойства

Дори в древни времена хората са разбрали, че диамантът лекува своя собственик от психични разстройства: различни фобии, депресия, нервни сривове. Литотерапевтите казват, че камъкът коригира човешката нервна система и я настройва към здравословен начин на живот. Затова те препоръчват да се използва тази способност на камъка, за да се отървете от алкохолизъм, неконтролирано пиене, пушене и дори за лечение на наркомания. В допълнение, диамантът се счита за отличен антипиретик, средство за лечение на пневмония, бронхит, простата, хепатит, различни инфекции и ставни заболявания.

Диамантът е просто неметално вещество, което се състои почти изцяло от въглерод. Този минерал е известен с широкото си използване в бижутерията, както и с необичайните си физически свойства, сред които се откроява най-високата якост. В същото време химическата формула на диаманта е същата като тази на обикновения графит - С, а неговата уникалност и стойност се определя единствено от структурата на кристалната решетка.

Формула и структура на минерала

Въглеродът, известен още като въглерод, е елемент, който има шести атомен номер в периодичната таблица и се записва като C. Именно от това се състои изцяло диамантът - количеството на примесите, ако има такива, е толкова малко, че те са не са взети предвид във формулата. Освен диаманта въглеродът приема следните алотропни, тоест състоящи се от едно вещество форми:

• дървени въглища;
• сажди;
• графит;
• графен;
• карабина;
• Кока Кола;
• шестоъгълен диамант или лонсдейлит;
• фулерен;
• поликумулен;
• CNT или въглеродни нанотръби.

На някои хора им е трудно да повярват, че един прозрачен и издръжлив диамант има същия състав като обикновените сажди, въглища или графит, но това е истина. Факт е, че за разлика от други вещества, състоящи се от въглерод, диамантените атоми образуват подредена кубична структура, което обяснява неговите необичайни качества и външен вид.

Кристалната решетка на минерала има кубична форма. Всеки атом в неговата структура се намира в центъра на тетраедър, чиито върхове представляват 4 други атома и между тях се образува надеждна сигма връзка. Разстоянието между всички атоми е еднакво и е приблизително 0,15 nm. В допълнение, решетката на минерала се характеризира с кубична симетрия. Всички тези качества и особености на структурната формула на диаманта обуславят неговата огромна здравина в сравнение с „родствените“ вещества.

Характеристики на веществото

В идеалния случай скъпоценният камък трябва да бъде направен от чист въглерод, но това рядко се среща в природата. Примесите в минерала могат както да повлияят негативно на качеството му, намалявайки цената му, така и да му придадат красиви и необичайни нюанси. Радиоактивното лъчение също понякога може да повлияе на цвета. Обикновено естествени диаманти - жълти, но има и сини, сини, зелени, розови и дори червени екземпляри. Въпреки разнообразието от нюанси, чистият минерал винаги трябва да бъде прозрачен.

В природата диамантите се срещат в много различни форми. Най-разпространеният кристал е този с осем страни във формата на правилен триъгълник. На второ място е ромбичният додекаедър с дванадесет лица. Има и кубични и кръгли камъни, но те са много редки. Когато режат минерал, те се опитват да сведат до минимум загубата на вещество, за да увеличат максимално печалбите от производството на диаманти.

Добив и производство

Нито един от тези методи все още не може да създаде камъни, близки по качество до естествените, поради което рядко се използват в бижутерията. Освен това всички видове производство са далеч от масовото производство, така че усилията на учените по този въпрос все още продължават.

Приложение на диамант

Шлифованият диамант, известен още като диамант, е много популярен скъпоценен камък, който е и един от най-скъпите. Въпреки че само малка част от минерала се продава като бижута, той представлява по-голямата част от приходите от добива му. До голяма степен високата цена на камъка се дължи на монополизирането на производството на диаманти - повече от 50% от техния оборот принадлежи на една компания.

В допълнение към бижутерията, има много други индустрии, в които минералът е намерил своето приложение. Най-високата му здравина, дължаща се на структурната формула на диаманта, се оценява главно. В химията се използва за защита срещу киселини и някои много разяждащи вещества. В промишлеността диамантеният филм се използва за фрези, свредла, ножове, части от минни инсталации и други подобни инструменти като абразив за шлифоване на заточващи повърхности.

Използва се и при създаването на медицински инструменти., тъй като остротата и здравината на диамантените продукти могат да осигурят най-точните срезове по време на операции. Използва се и за направата на части за модерни квантови компютри и часовници, в ядрената индустрия, както и в много други индустрии.

Диамантът е естествен минерал, един от най-известните и скъпи. Има много спекулации и легенди около него, особено по отношение на цената му и откриването на фалшификати. Отделна тема за изучаване е връзката между диаманта и графита. Много хора знаят, че тези минерали са подобни, но не всеки знае какво точно представляват. И не всеки може да отговори на въпроса как се различават. Какво знаем за структурата на диаманта? Или за критериите за оценка на скъпоценните камъни?

Диамантът е един от трите минерала, които са кристална модификация на въглерода. Другите два са графит и лонсдейлит, вторият може да бъде намерен в метеорити или създаден изкуствено. И ако тези камъни са шестоъгълни модификации, тогава типът на диамантената кристална решетка е куб. В тази система въглеродните атоми са подредени по следния начин: по един във всеки връх и в центъра на лицето и четири вътре в куба. Така се оказва, че атомите са подредени под формата на тетраедри и всеки атом се намира в центъра на един от тях. Частиците са свързани помежду си чрез най-силната връзка - ковалентна, поради което диамантът има висока твърдост.

Химични свойства

Грубо казано, диамантът е чист въглерод, съответно диамантените кристали трябва да са напълно прозрачни и да пропускат цялата видима светлина. Но нищо не е идеално в света, което означава, че този минерал също има примеси. Смята се, че максималното съдържание на примеси в бижутерските диаманти не трябва да надвишава 5%. Съставът на диаманта може да включва както твърди, течни, така и газообразни вещества, най-често срещаните от които са:

• азот;
• алуминий;
• силиций;
• калций;
• магнезий.

Съставът може да включва също кварц, гранати, оливин, други минерали, железни оксиди, вода и други вещества. Често тези елементи се намират в минерала под формата на механични минерални включвания, но някои от тях могат да заменят въглерода в структурата на диаманта - това явление се нарича изоморфизъм. В този случай включванията могат значително да повлияят на цвета му, а азотните включвания му придават луминесцентни свойства.

Физични свойства

Структурата на диаманта определя неговите физически свойства, които се оценяват по четири критерия:

• твърдост;
• плътност;
• дисперсия и пречупване на светлината;
• кристална клетка.

Твърдостта на минералите се оценява по оценката му според тази система е 10, това е максималният показател. Следващият в списъка е корундът, индексът му е 9, но твърдостта му е 150 пъти по-малка, което означава абсолютното превъзходство на диаманта по този показател.

Твърдостта на един минерал обаче не означава неговата здравина. Диамантът е доста крехък и се чупи лесно, ако го ударите с чук.

Специфичното тегло на диаманта (плътността) се определя в диапазона от 3,42 до 3,55 g/cm 3 . Определя се от съотношението на теглото на минерала към теглото на водата със същия обем.

В допълнение към твърдостта, той също има висок индекс на пречупване на светлината (2.417-2.421) и дисперсия (0.0574). Тази комбинация от свойства позволява на диаманта да бъде най-ценният и идеален камък за бижута.

Други физични свойства на минерала също са важни, като топлопроводимостта (900-2300 W/m K), също най-високата от всички вещества. Може да се отбележи и способността на минерала да не се разтваря в киселини и основи, диелектрични свойства, нисък коефициент на триене за метал във въздуха и висока точка на топене от 3700-4000 ° C при налягане от 11 GPa.

Прилики и разлики между диамант и графит

Въглеродът е един от най-разпространените елементи на Земята и се намира в много вещества, особено в живите организми. Графитът, подобно на диаманта, е направен от въглерод, но структурите на диаманта и графита са много различни. Диамантът може да се превърне в графит под въздействието на високи температури без достъп на кислород, но при нормални условия той може да остане непроменен за неопределено време, това се нарича метастабилност, а освен това типът кристална решетка на диаманта е куб. Но графитът е слоест минерал, структурата му изглежда като поредица от слоеве, разположени в различни равнини. Тези слоеве са съставени от шестоъгълници, които образуват система, подобна на пчелна пита. Силни връзки се образуват само между тези шестоъгълници, но между слоевете те са изключително слаби, което е причината за наслояването на минерала. В допълнение към ниската твърдост, графитът поглъща светлина и има метален блясък, който също е много различен от диаманта.

Тези минерали са най-яркият пример за алотропия - явление, при което веществата имат различни физични свойства, въпреки че се състоят от един и същ химичен елемент.

Произход на диаманта

Няма ясно мнение как се образуват диамантите в природата; съществуват магмени, мантийни, метеоритни и други теории. Въпреки това, най-често срещаният е магматичен. Смята се, че диамантите се образуват на дълбочина около 200 км под налягане от 50 000 атмосфери и след това се изнасят на повърхността заедно с магмата по време на образуването на кимберлитови тръби. Диамантите са на възраст от 100 милиона до 2,5 милиарда години. Също така е научно доказано, че диамантите могат да се образуват, когато метеорит удари повърхността на земята, а също така могат да бъдат открити в самата метеоритна скала. Кристалите от този произход обаче са изключително малки по размер и рядко са подходящи за обработка.

Диамантени находища

Първите находища, в които са открити и добивани диаманти, се намират в Индия, но към края на 19 век те са силно изчерпани. Но именно там са добити най-известните, големи и скъпи проби. А през 17-ти и 19-ти век са открити находища на минерала в Бразилия и Южна Африка. Историята е пълна с легенди и факти за диамантената треска, които са свързани именно с южноафриканските мини. Последните открити находища на диаманти се намират в Канада; тяхното разработване започва едва през последното десетилетие на 20 век.

Мините на Намибия са особено интересни, въпреки че добивът на диаманти там е труден и опасен. Отлаганията на кристали са концентрирани под слой почва, което, макар и да усложнява работата, показва високото качество на минералите. Диамантите, които са изминали няколкостотин километра до повърхността с постоянно триене срещу други скали, са висококачествени кристали, просто не биха издържали такова пътуване и следователно 95% от добитите камъни са с ювелирно качество. Също така известни и богати на минерали се намират в Русия, Ботсвана, Ангола, Гвинея, Либерия, Танзания и други страни.

Обработка на диаманти

Обработката на диаманти изисква огромен опит, знания и умения. Преди да започнете работа, е необходимо да проучите задълбочено камъка, за да запазите впоследствие теглото си възможно най-много и да се отървете от включванията. Най-разпространеният тип диаманти е кръгъл; той позволява на камъка да блести с всичките си цветове и да отразява светлината възможно най-благоприятно. Но този вид работа е и най-трудната: кръгъл диамант има 57 равнини и при рязане е важно да се поддържат точни пропорции. Също така популярни видове разфасовки са: овална, сълза, сърце, маркиза, изумруд и други. Има няколко етапа на обработка на минералите:

• маркиране;
• разделяне;
• рязане;
• закръгляване;
• разрез.

Все още се смята, че след обработка диамантът губи около половината от теглото си.

Критерии за класификация на диаманти

При добиването на диаманти само 60% от минералите са подходящи за обработка; Естествено, цената на необработените камъни е значително по-ниска от цената на диамантите (повече от два пъти). Оценката на диамантите се извършва по системата 4C:

1. Карат (тегло в карати) - 1 карат е равен на 0,2 g.
2. Цвят (цвят) - чисто белите диаманти практически не се срещат; повечето минерали имат определен нюанс; Стойността му до голяма степен зависи от цвета на диаманта; повечето камъни, които се срещат в природата, имат жълт или кафяв оттенък; по-рядко се срещат розови, сини и зелени камъни. Най-редките, най-красивите и следователно най-скъпите са минерали с богати цветове, те се наричат ​​​​фантазийни. Най-редките от тях са зелено, лилаво и черно.
3. Бистротата (чистотата) също е важен показател, който определя наличието на дефекти в камъка и значително влияе върху цената му.
4. Шлифоване - Външният вид на диаманта зависи до голяма степен от шлифовката. Пречупването и отразяването на светлината, един вид "диамант" блясък, правят този камък толкова ценен и неправилна форма или пропорции по време на обработката могат напълно да го съсипят.

Производство на изкуствени диаманти

Сега технологията позволява „отглеждането“ на диаманти, които практически не се различават от естествените. Има няколко метода за синтез:

Как да различим оригинала от фалшификата

Когато говорим за методи за определяне на автентичността на диаманти, струва си да се прави разлика между тестване на автентичността на диаманти и необработени диаманти. Неопитен човек може да обърка диамант с кварц, кристал, други прозрачни минерали и дори стъкло. Изключителните физични и химични свойства на диаманта обаче улесняват разпознаването на фалшификат.

На първо място, струва си да запомните твърдостта. Този камък може да надраска всяка повърхност, но само друг диамант може да остави следи върху нея. Освен това не остава пот върху естествен кристал, ако дишате върху него. Влажен камък ще има следа като молив, ако прокарате алуминий върху него. Можете да го проверите с рентгенова снимка: естественият камък под радиация има наситен зелен цвят. Или погледнете през него текста: чрез естествен диамант ще бъде невъзможно да го различите. Също така си струва да се отбележи, че естествеността на камъка може да се провери чрез пречупване на светлината: като държите оригинала към източник на светлина, можете да видите само светеща точка в центъра.