Здравствуйте, дорогие друзья. Многим людям нравится прекрасная игра свет в гранях настоящих алмазов. Со временем простой интерес требует все большего погружения в тему драгоценных камней, а именно алмазов. Хочется побольше узнать об их структуре, позволяющей камням быть такими прочными.
Вдвойне усиливает интерес тот факт, что настоящий камень в домашних условиях достаточно трудно повредить, да и тускнеть камушек с годами не собирается. Строение алмаза действительно удивительно.
Графит и алмаз имеют одну и ту же природу, одно происхождение. Ведь в основе их лежит всем известный углерод. До сих пор остается только поражаться тому, как из одного и того же элемента могут получаться толь разительно отличающиеся друг от друга вещества. Какое же строение имеет неограненный бриллиант?
Строение алмаза
Структура кристалла камня имеет очень гармоничное строение и связь атомов. Это и неудивительно: углеродные атомы стремятся к расположению в центре, а верхними точками (вершинами) в такой форме бывают только самые близкие друг относительно друга атомы углерода. Кстати, плотность адаманта как раз объясняется тем, что атомы элементарной ячейки связывает ковалентная связь.
Алмазы | Как это устроено | Discovery
Строение кристаллической решетки вы можете увидеть в этом небольшом ролике:
Самое интересное, что грани алмаза появляются только при его огранке. То есть с формой кристалла это не связано никак.
Вообще, минерал, как уже отмечалось, является почти стопроцентным углеродом. Однако при этом в нем можно обнаружить достаточно много примесей (правда, в пределах всего одного процента). Кремний, магний, азот – чего только не встретишь в той незначительной доле дополнительных веществ, что имеются у алмаза. И это далеко не полный список.
К прочтению: Почетный гость из космоса: невероятный черный нефрит
Формой кристалла алмаза при этом является тетраэдр, то есть по сути правильная пирамида с четырьмя треугольниками в качестве плоскостей. Любая из решеток минерала имеет кубическую форму, отсюда и название кристаллической решетки.
Благодаря в том числе своему строению, бриллиант часто используется в технике и во многих отраслях промышленности, о чем вы можете почитать тут.
Физические свойства алмаза
Помимо общих сведений о строении камня, с помощью такой информации можно получить и некоторые другие сведения, касающиеся его свойств.
Как уже упоминалось ранее, алмаз является самым твердым среди существующих на Земле веществ (плотность по шкале Мооса ориентируется в своем максимальном значении 10 именно на него). А вот некоторые разновидности минерала хоть и имеют схожую структуру, но при этом обладают куда более низкими твердостями. К примеру тот же корунд куда менее твердый – алмаз превышает его по этому качеству примерно в 150 раз.
Алмаз
Тот же графит является намного более мягким по одной простой причине – кардинальном различии строения кристаллической решетки.
- Благодаря таким своим качествам, алмаз отлично подходит для обработки и огранки некоторых других драгоценных камней, таких как берилл или сапфир и некоторых дургих. Ведь алмаз невероятно устойчив к истиранию.
- Однако несмотря на все перечисленное, этот камень все равно нужно беречь от случайных падений. Ведь камень очень хрупок, если он упадет со стола или другой высокой поверхности, то вероятность трещин и сколов при этом очень высока. Все дело в многослойной спайной структуре.
- Благодаря некоторым атомарным особенностям строения, алмаз является превосходным диэлектриком (о чем вы наверняка слышали на уроках физики). При этом и теплопроводность среди всех известных твердых тел у алмаза самая высокая – достигает 24 Вт/см.
- Из сведений о структуре и твердости минерала можно узнать и массу одного его карата (единицы измерения). Для этого вещества она составляет порядка 0,2 грамм. Чтобы измерить это значение и не забыть его, у мастеров ювелирного дела есть специализированные таблицы.
- Одними из самых ценных качеств адаманта являются его превосходные свойства дисперсии и преломления. Благодаря им можно наслаждаться игрой света в гранях обработанного минерала. Опытные мастера даже по такому блеску уже могут определить, настоящий ли перед ними камень или нет.
- Из-за строения адамант горит в кислородной среде аж при 800 градусах по Цельсию. При этом горит камень прекрасным голубоватым пламенем. Обратный процесс распада камушка начинается в вакууме при температурах от 2000 градусов – при этом минерал становится обратно графитом.
К прочтению: Фиолетовый агат: и все тайное станет явным
Эксперименты
Кстати насчет горения. Некоторые умельцы проворачивают эксперименты по горению в лабораториях. Конечно, это специалисты, повторять такое не стоит (да это и очень сложно). Процесс одного из таких экспериментов можно наблюдать на видео:
Еще больше фактов камнях и их особенностях ждут вас дальше. Заходите в гости почаще и делитесь своими впечатлениями с помощью кнопок социальных сетей. До скорых встреч!
Источник: xn—-ntbhhmr6g.xn--p1ai
Что такое алмаз и из чего он состоит?
С давних времен люди делают украшения из драгоценных камней. Особенно ценятся ювелирные изделия с бриллиантами, привлекающими внимание своей необычайной прозрачностью, причудливыми переливами и ярким блеском.
Бриллиант – это ограненный алмаз. Чаще всего он бесцветный, хотя иногда попадаются камни с желтым, сероватым или зеленым оттенком. Но что же такое алмаз? Из чего он состоит и как образуется?
Что такое алмаз? Алмаз – самый твердый природный минерал, добываемый из россыпных залежей или кимберлитовых трубок. Его можно найти практически на всех материках, за исключением Антарктиды, но главные месторождения находятся в Африке, Канаде, России и Австралии. Первые камни были обнаружены совершенно случайно.
Их открытием человечество обязано африканским детям, игравшим с блестящими камушками. Найдены они были в 1870 году в ЮАР возле городка Кимберли, от чего все алмазоносные породы стали называть кимберлитами. В России алмазы впервые обнаружили рядом с Пермью в 1829 году. Что интересно, находка тоже принадлежала ребенку. Во время работы на золотодобывающем прииске 14-летний крепостной Павел Попов нашел алмаз при промывании золота.
Благодаря этому камешку он получил вольную, а затем показал место обнаружения алмаза научной экспедиции во главе с немецким физиком Александром Губольтом. С тех пор в России было открыто немало месторождений, включая богатые залежи в Якутии.
Из чего состоит алмаз?
Среди драгоценных камней алмаз является единственным минералом, состоящим только из одного элемента. В его структуре лежит кристаллический углерод, обладающий уникальными свойствами. Алмаз имеет самую высокую твердость, низкий коэффициент трения и высочайшую температуру плавления от 3700 до 4000 °C. Ценность камней определяется в специальных единицах – каратах. Один карат равняется 0,2 граммам.
Обычно алмазы имеют небольшой вес, но иногда попадаются действительно крупные экземпляры. Самым большим в мире был алмаз «Куллинан», обнаруженный в 1905 году в южноафриканской шахте Premier Mine. Его вес в неограненном виде составлял 3106,75 карата, то есть более 620 граммов. В дальнейшем камень подвергли обработке и разделили на 9 крупных бриллиантов и 96 мелких.
Как образуются алмазы?
Происхождение алмазов достоверно не установлено. Ученые выдвигают множество различных гипотез, но большинство придерживается мнения, что камни формировались в мантии, а затем поднимались вулканической магмой ближе к поверхности. По разным оценкам их возраст составляет от 100 млн. до 2,5 млрд. лет.
Существуют алмазы и внеземного происхождения. В частности, крупное месторождение таких камней было обнаружено рядом с сибирским кратером Попигай, образованным в результате падения астероида примерно 35 млн. лет назад.
Что такое синтетические алмазы?
Алмазы используются не только для украшений, но и в промышленных целях (при изготовлении крепких сверл, резцов, ножей). Потребность широкого применения вынудила ученых создавать искусственные алмазы, выращенные в лабораториях. Их называют синтетическими, хотя такое определение не совсем корректно.
На самом деле искусственные алмазы не содержат синтетики и по своему составу аналогичны природным. Синтетические камни изготавливают двумя способами – путем химического осаждения из пара (CVD) и под высоким давлением и температурой (HPHT). Существует еще несколько методов, но они не имеют коммерческого успеха.
Как делают бриллианты?
Чтобы алмаз приобрел красивую форму и начал переливаться разноцветными огоньками, его превращают в бриллиант. Основным способом обработки камней является круглая огранка, при которой на алмазе делают 57 граней.
Бывают и более сложные методы, позволяющие выполнить до 240 граней или создать бриллиант определенной формы – розой, таблицей, клиньями. Иногда качественно выполненная работа превышает стоимость самого алмаза, а неправильная огранка, напротив, способна уничтожить камень или сделать на нем дефекты.
Источник: dzen.ru
Алмаз
Термин алмаз произошел из греческого языка от слова «адамас», который переводится как непревзойдённый. Сегодня пока не существует единого мнения касательно происхождения алмазов. Наибольшей популярностью пользуется гипотеза, согласно которой минерал получился в процессе остывания силикатов мантии земной коры. А на поверхности земли он появился вследствие ряда очень мощных подземных взрывов.
Характеристики алмаза
Природный алмаз представляет собой включение в горные оливины, серпентины и графиты. Помимо этого алмазы встречаются в речных и морских прибрежных галечных россыпях. Там они появляются вследствие деструкции вулканических пород. Для того, чтобы получить один карат этого минерала необходимо переработать примерно 250 тонн алмазосодержащей руды. А если принять во внимание тот факт, что в процессе огранки самородок теряет почти 50% веса, то количество необходимой руды стоит удвоить.
С точки зрения химического состава алмаз – это чистый углерод, содержащий незначительное количество примесей в виде окисей кальция, магния и железа. Все алмазы отличаются друг от друга неповторимой структурой и характеристиками. Нет в природе двух одинаковых минералов.
| Химическая формула | С |
| Удельный вес | 3,5-3,53 (г/см 3 ) |
| Цвет | >бесцветный, прозрачный |
| Твердость | 10 по шкале твердости |
| Электропроводность | диэлектрик |
| Хрупкость | высокая |
| Растворимость | нет |
| Температура плавления | 4000 о С(при 100 атм) |
Структура алмаза
Этот минерал является самым твердым минералом на планете. Ни какой другой камень или металл не может повредить поверхность алмаза, а вот сам алмаз с легкостью царапает менее твердые камни. При помощи алмаза проводится обработка высокотвердых минералов, к примеру, граната, берилла, сапфира.
Физические и химические свойства алмаза позволяют называть его практически не истираемым. Он обладает чрезвычайно высоким уровнем износостойкости. Но при этом минерал достаточно хрупкий. При ударе о твердую поверхность, он может расколоться или покрыться трещинами.
Найденный в природе алмаз отличается плоскогранной кристаллографической формой. Довольно часто можно обнаружить и сложные, комбинированные виды. Грани обнаруженных кристаллов часто бывают покрыты разными наростами и дырами. Многие думают, что алмазы бесцветны, однако это ошибка. Бывают минералы разного цвета: красного, желтого, зеленоватого.
Очень редко попадаются черные или темно-серые оттенки. Алмаз представляет собой минерал, кристаллическую модификацию чистого углерода (С). Одна ячейка структуры алмаза кубической формы. Кристалл алмаза характеризуется формой тетраэдра. Этот минерал кристаллизуется в кубической системе, которая по научному называется «сингония».
Каждая вершина этого куба имеет по одному атому. Один атом расположен в центре каждой грани, а по четыре — внутри куба. Любой атом, расположенный в центре граней, является общим для двух ячеек, а каждый атом, находящийся в вершине куба,— общий для восьми ячеек. Такой вид упаковки является самым плотным из всех существующих.
Так как самая максимальная валентность углерода равна четырем, то все возможные связи в этой структуре заняты, и постороннее взаимодействие просто нереально. Именно благодаря такому типу кристаллической решетки алмаз обладает необычайной твердостью. Строение алмаза не связано с числом граней у ювелирного камня. Количество граней зависит от типа обработки.
Источник: mining-prom.ru