По химическому составу алмаз представляет собой одну из четырех известных в природе модификаций кристаллического углерода (наряду с графитом, лонсдэлеитом и чаоитом).
По сути, алмаз — это чистый углерод (С).
Химический состав алмаза: примеси
В состав алмаза может входить некоторое число примесей. Чаще всего среди них встречаются:
реже — железо, медь, барий и другие.
Некоторые элементы, такие как кремний, алюминий, бор и азот изоморфно входят в состав алмаза, занимая места углерода в кристаллической решетке.
Для справки: изоморфизм — свойство элементов замещать друг друга в структуре минерала.
Такие включения часто определяют заметные различия в физических свойствах у разных алмазов. Наиболее значимыми являются включения азота, который влияет на цвет, прозрачность алмаза в инфракрасных и ультрафиолетовых областях оптического спектра, а также обусловливает люминесцентные свойства алмаза, характер рассеивания рентгеновских лучей и др.
Распределение примесей в алмазах может быть неравномерным, например на периферии их больше, чем в центре.
Углерод — Самый СТРАННЫЙ химический Элемент!
В алмазах также встречаются твёрдые (оливин, пироксен, гранаты, хромшпинелиды, графит, кварц, окислы железа и тому подобное), жидкие (вода, углекислота) и газообразные (азот и другие) включения.
Источник: juvelirum.ru
Формула алмаза и его основные характеристики
Здравствуйте, дорогие читатели. Как вам известно, алмаз, несмотря на свой завораживающий внешний вид, является простым веществом. В этой статье вы узнаете что из себя представляет формула алмаза и какие свойства обеспечивает.
Камень ведет себя во многих ситуациях достаточно нестандартно, многие эксперименты и определения некоторых значений из-за этого затруднены. Однако свойства камня настолько высоки, что по-прежнему проводятся различные исследования, выдвигаются гипотезы, продолжаются попытки создания аналогов и даже веществ, превосходящих по своим свойствам алмаз.
Золотая подвеска с камнями
Химическая формула алмаза
На самом деле все очень просто:
кольцо из белого золота с камнем
Это объясняется тем, что состав камня почти на 100% состоит из углерода. Но остальных элементов настолько мало, что в формуле они не учитываются. Вообще, в природе углерода не так уж много – всего 0,15% от общего числа элементов. Порядковый номер углерода в таблице 6 (то есть он имеет 6 протонов внутри ядра). Это означает, что алмаз имеет тот же порядковый номер (если еще раз взглянуть на его формулу).
Ниже приведены краткие характеристики минерала, многие из которых зависят от исходной химической формулы.
Шкатулка для ювелирных украшений многоярусная
Краткие характеристики алмаза и факты о нем
- Алмаз имеет наивысочайшую твердость, в среднем оцениваемую как 3,5 г/см.
- Чистый алмаз является прозрачным, но часто имеет цвета и оттенки (редкие цвета ценятся выше).
- Очень блестящий благодаря показателям дисперсии и преломления.
- При всей твердости очень хрупкий.
- Очень плохо проводит электрический ток.
- Пока удается превращать в алмаз только графит, другие аллотропные модификации углерода этому не поддаются. Но обратной реакции добиться проще (превращение минерала обратно в графит), хоть это и происходит при куда более высоких температурах.
Браслет из серебра
- Химическая формула не оказывает влияния на значительную разницу в свойствах разновидностей углеродных модификаций. Это обусловливается только разницей в строении кристаллических решеток веществ.
- «Упакован» минерал очень плотно, имеет всего 18 атомов.
Крестик с камнями
Происхождение
Предполагается, что на создание алмаза уходит огромное количество времени, миллионы лет, также большое давление и температура. Но речь идет о природных условиях.
Ученые не исключают вероятность появления камня из-за пределов земной орбиты. Предположение строится на основании большого количества камня в окружающем нас космическом пространстве. При этом доля самого углерода на Земле не высока.
Эта гипотеза подтверждается еще и обнаруживаемыми разновидностями алмаза в космических метеоритах (например, лонсдейлит).
Кольцо из золота c камнями
Химические свойства
- Алмазу присуща инертность в силу своей твердости. В связи с этим реакция горения для камня является основной:
- Все атомы камня расположены наикратчайшим друг от друга образом. То есть каждый атом углерода находится в середине тетраэдра, а остальные атомы располагаются по вершинам.
- Молярная масса составляет порядка 12 г/моль.
Шкатулка для украшений
На видео представлена структура алмаза в наиболее удобной модели. Тут же вы можете узнать о некоторых свойствах камня.
Применение камня
Камень широко используется в ювелирном деле. Но помимо этого он находит свое применение в электронике, оптике и даже строительстве. С помощью него создают специализированные шкурки, им покрывают сверла, проверяют металл на прочность в установках с алмазными наконечниками.
Алмаз используется в химических опытах в качестве надежной защиты от очень едких реактивов вроде плавиковой кислоты. В хирургии без минерала также не обойтись, ведь он обеспечивает точность и миниатюрность надрезов. Алмазные скальпели – настоящая находка для врачей.
Получение минерала
Сейчас существует множество способов получения камня, так как для производства это выгоднее, чем использовать природные алмазы. Стоимость таких камней также значительно ниже. Хотя и свойства природных камней куда выше и лучше, из-за чего их добыча не прекращается несмотря на большое количество добротных аналогов, в том числе имеющих схожий состав, но алмазами не являющихся: фуллерены, лонсдейлит, графит, карбид и некоторые другие.
Подвеска с бриллиантами
Серьги с бриллиантами
В природе камень встречается в так называемых кимбрелитовых и лампроитовых трубках, также россыпях. В лабораторных же условиях и на производстве создают минерал совершенно иначе.
Исследования алмазов и эксперименты с ними продолжаются, поскольку камень очень перспективен с точки зрения своих свойств. Ученые и исследователи не оставляют попыток найти и более выгодные способы создания искусственных камней.
Браслет с бриллиантом
Таким образом алмаз благодаря своим формуле и строению обладает большим количеством полезных свойств, присущих в таких диапазонах только ему. Заходите на ресурс почаще и узнаете еще много нового о камнях и минералах.
Источник: lubikamni.ru
Какой химический элемент составляет основу алмаза
Какой химический элемент составляет основу алмаза-вопрос,интересующий многих.И ответ очень простой-это C, углерод,химический элемент,имеющий в таблице Менделеева шестой порядковый номер.Количество примесей в алмазе настолько мало,что они не учитываются в его химической формуле.Надо отметить,что алмаз состоит из атомов,а не из молекул углерода.Итак,химическая формула алмаза-C.
Если говорить о примесях более подробно,то чаще всего встречаются азот,кремний,магний,кальций,аллюминий,бор.Реже-железо,барий,медь и другие.В процентном выражении максимальное количество примесей может составлять 5%.Один компонент примесей не более 2%.
Уникальность алмаза объясняется строением его кристаллической решётки.Алмаз кристаллизуется в кубической системе,отвечающей самой плотной «упаковке» атомов,и содержащей всего 18 атомов углерода.В ней каждый атом связан с четырьмя ближайшими атомами,расположенными в вершинах правильного тетраэдра.Расстояние между двумя соседними атомами решётки 0,154 нм.Постоянный размер кристаллической решётки 0,356 нм.
От валентного состояния, в котором находятся атомы углерода в веществе, зависят свойства этого вещества. Поэтому углерод может принимать разные,аллотропные, формы:сажа,древесный уголь,графит,графен,кокс,алмаз гексагональный,углеродные нанотрубки,поликумулен,фуллерен.
Разница между ними в строении кристаллической решетки.Например, кристаллическая решетка графита — слоистого типа. В слоях атомы С расположены в узлах гексагональных ячеек слоя. Каждый атом С окружен тремя соседними с расстоянием 1,42Α
В чем уникальность алмаза?
-Алмаз не имеет аналогов ни природных,ни искусственно созданных.Он имеет наивысшую твёрдость среди минералов по десятибалльной шкале твёрдости Мооса и имеет значение 10 из 10.
-В силу своей твёрдости алмаз очень инертен,имеет очень высокую устойчивость к воздействию кислот и щелочей.
-Алмаз имеет очень высокую теплопроводность.Не нагревается в руках.
-Также можно отметить такие свойства алмаза,как
отсутствие электропроводности, низкая фотопроводимость, аномальное двупреломление.
-Но при этом алмаз хрупкий,его можно разбить
-Горит в присутствии кислорода при температуре 750-800 °
-Под воздействием рентгеновского облучения сам начинает излучать свет зеленого или синего оттенка
-Отталкивает воду,но прилипает к жиру
-Имеет высокую износостойкость
В основном считается,что алмазы образовались в недрах планеты при воздействии высоких температур и давлении.Хотя есть теория о их внеземном происхождении,попадании на землю при массовой бомбардировке метеоритами.
Алмазы образовались в так называемых кимберлитовых трубках (от фамилии Кимберли) миллионы,миллиарды лет назад.Потом под действием эрозии часть из них попала в реки и была разнесена вдоль их русел.Там и были найдены людьми первые алмазы.В истории об алмазах заговорили более 5 тысяч лет назад,когда жители Индии обратили внимание на блестящие камни, которые невозможно было разбить, но с их помощью легко обрабатывались другие минералы.
Природный алмаз привлекал древних жителей Индии своей прозрачностью и блеском, постепенно став своеобразными твердыми деньгами, за которые можно было приобретать еду, одежду и другие ценности. Правители страны не подвергали эти камни никакой обработке, а хранили в целом виде, помещая в сокровищницы. В Европе о существовании кристаллов алмаза узнали лишь в эпоху Александра Македонского после его походов в Индию.И нынешнее название алмаз произошло от греческого «Адамас»,от которого произошло арабское «Алмас» и затем уже привычное «Алмаз».
И в наше время часть алмазов находится в рассыпных месторождениях,но главным образом алмазы добываются шахтным способом.
Алмазы можно получать также искусственным способом.Существует несколько путей получения.
-создание условий,близких к природным,так называемая HPHT технология.Алмаз синтезируется из графита,оседающего на затравочном камне
-химическое парофазное осаждение,или CVD метод,получение алмаза из паров метана.При этом способе также происходит осаждение графита.
-взрывной синтез.Переход графита в алмаз при при ударных нагрузках
Все эти способы не дают возможности получить алмазы,близкие по качеству к натуральным,поэтому они используются для технических целей.
Тем не менее,в последнее время удалось добиться значительного прогресса в производстве муассанита,одного из видов искусственного алмаза.Муассанит превосходит по своим свойствам настоящий алмаз по искристости,так как коэффициент преломления света у него на 25% выше,чем у природного камня.Сейчас уже возможно получение полностью прозрачного муассанита,и в ювелирном деле он просто затмил природный алмаз.
Алмазы широко применяются в ювелирном деле и в промышленности.
Источник: luxeducation.ru