С древних времен алмаз манил и притягивал к себе людей, он завораживал всех своим блеском и поражал твердостью. Греки называли этот драгоценный камень несокрушимым, арабы — наитвердейшим, халдеи — божественным. Алмаз приносил счастье и удачу, он оберегал и исцелял. Этот благородный камень прочно окутан мифами, легендами и преданиями. Попробуем приоткрыть завесу тайн, склонившуюся над алмазами и бриллиантами…
Этот красивый камень по своей химической структуре относится к неметаллам и имеет кристаллическую структуру. Говоря языком химиков, адамант — это кубическая аллотропная форма углерода. В ювелирном искусстве эта форма углерода считается самым дорогим из драгоценных камней, и украшения с адамантом стоят очень дорого.
Это связано с тем, что блеск кристаллов этого вещества невозможно сравнить ни с чем. И к тому же он не тускнеет и не царапается. То есть полированная поверхность кристаллов в украшениях всегда радует глаз.
Как ни парадоксально звучит, но адамант и графит имеют одинаковое строение. И эти два таких диаметрально противоположных вещества имеют одну природу. Дело в том, что и диамант, и графит образованы атомами углерода. Рассмотрим подробнее строение и свойства бриллианта.
Строение алмаза и его характеристика
По структуре кристалл алмаза имеет форму тетраэдра, и при этом атомы углерода располагаются в центре. Вершинами в таком тетраэдре служат самые близкорасположенные атомы углерода.
Получается очень стабильная атомарная связь в самой структуре кристалла, и этим объясняется повышенная прочность вещества. Между собой атомы, из которых состоит элементарная ячейка, связаны ковалентной связью. Этой особенностью объясняется высокая плотность алмаза.
В целом кристалл алмаза можно представить как молекулу гигантских размеров. Напомним, что молярная масса этого кристалла равна 12. Форма кристалла не связана с количеством граней у ювелирного камня. Грани алмаза появляются при его обработке.
По химической структуре алмаз является чистым углеродом. Но в его состав все же входят и примеси. Проведенный химический анализ позволил определить наличие некоторого количества других веществ. К примесям относятся такие вещества, как:
- азот;
- магний;
- алюминий;
- кремний.
И еще много других химических элементов таблицы Менделеева. Причем многие из элементов представляют собой изоморфные включения. Но люди используют алмазы не только для изготовления ювелирных украшений. Широкое применение получил этот кристалл в технике. И все это благодаря своим уникальным свойствам и высочайшей прочности.
Физические свойства алмаза
Алмаз — это одно из самых твердых веществ из встречающихся в природе. Одна из разновидностей адаманта — корунд — имеет сходное строение, но боле низкую твердость (твердость корунда ниже, чем у адаманта в 150 раз).Стоит упомянуть, что твердость веществ определяется по шкале Мооса. По этому ранжиру алмазу присваивается самый высокий показатель твердости — 10.
Стало быть, его можно использовать для обработки металлов, в том числе и высокопрочных, и твердых минералов, таких как берилл, гранат, сапфир и другие. Алмазный инструмент очень устойчив к истиранию. Твердость и плотность алмаза выше, чем у кварца и корунда.
Но при всей твердости у диаманта высокая хрупкость. И даже выраженная в высокой степени плотность не снижает вероятность раскола при падении. Ведь чистый кристаллический углерод, каким и является диамант, имеет многослойную структуру. И при резких ударах о твердую поверхность возможен его раскол в тех местах структуры, где связь между атомами весьма слабая. Именно в местах спайности атомов и происходит раскол.
И при всей износоустойчивости и долговечности этого вещества его нужно уберегать от падений на твердую поверхность. У этой разновидности углерода и самая высокая теплопроводность среди всех твердых тел.
Теплопроводность алмаза составляет от 20 до 24 Вт/см. Также нужно сказать, что диамант является диэлектриком. Это объясняется особенностями атомарных связей в кристалле этого вещества.
Температура горения диаманта в кислороде составляет 800°С. Эта разновидность углерода горит красивым голубым пламенем. А вот при температуре 2000°С и при отсутствии кислорода этот красивый минерал превращается в графит. Показатели температуры плавления у алмаза равняются 3700-4000°С.
Самое основное и ценное свойство бриллианта — это его показатель преломления и высокая степень дисперсии. Блеск диамантов зависит от этих характеристик и является отличительным признаком этого драгоценного минерала. Вес бриллиантов измеряется в каратах. При этом вес одного карата алмаза равен примерно 0,2 грамма. Для определения этой величины у ювелиров существуют необходимые таблицы и сведения.
Алмаз можно разбить молотком
В древние времена считалось, что разбить этот несокрушимый камень невозможно. К сожалению, это всего лишь миф. Стоит лишь провести испытания с алмазами, молотом и наковальней… Итог будет неожиданным — далеко не все «испытуемые» выдержат столь суровое обращение.
Алмаз, действительно, самый твердый минерал на земле (его можно поцарапать только другим алмазом), но далеко не самый прочный! Он легко разбивается тяжелым предметом и сгорает от струи кислорода при высокой температуре (свыше 720°С).
Бриллиантовая огранка
Еще один миф связан с тем, что огранка алмазов существовала всегда. На самом деле до XIII века алмазы лишь полировали, что было весьма трудоемким занятием. Затем стали появляться шлифовальные машины и алмазный порошок, с помощью которого лишь полировали уже имеющиеся многочисленные грани кристалла.
А бриллиантовая огранка, позволяющая сделать круглый или квадратный, овальный или грушевидный бриллиант, была изобретена в Париже лишь в конце XVI века. Именно по причине того, что в древние времена люди не умели гранить алмазы, они считались менее ценными по сравнению с жемчугом, рубинами и изумрудами.
Алмаз — не самый твердый минерал на Земле
Это действительно так! Многие столетия соперничать с алмазом по твердости не решался абсолютно не только ни один драгоценный камень, но и вообще ничто. Пока в 2005 году ученые не изобрели вещество, превышающее твердость алмаза на 11%. Новый рекордсмен получил название «гипералмаз».
Способы добычи алмазов
Довольно необычный способ добычи алмазов существовал в Южной Африке. Домашних птиц пускали гулять по горным выработкам. «Умные» птахи, завидев блестящие «зерна» среди земли, тотчас же бросались их глотать…
Затем зоб каждой зарезанной птички внимательно осматривался. Сохранились даже сведения о голубе из такого алмазного рудника, в зобу которого были найдены 23 камня общим весом 5,5 карат!
Самый большой алмаз
Если на Земле алмазы встречаются довольно редко, то в космосе их полным полно! Именно к такому выводу пришли ученые после обнаружения в 50 световых лет от Земли в созвездии Кентавра алмазной звезды «Люси», весом 10 с 34 нулями карат!
Ядро этой потухшей звезды — белого карлика — состоит из кристаллизованного углерода, диаметром в 1500 км. Для сравнения — вес самого большого алмаза, найденного на Земле, составляет 3100 карат. И это далеко не единственный случай обнаружения алмазов в космосе. Учеными были найдены бриллианты даже в некоторых метеоритах, упавших на Землю…
Алмазы светятся
Настоящие бриллианты имеют одно уникальное свойство — они светятся в темноте некоторое время, после выключения источника света. Правда интенсивность и длительность такого свечения у всех камней разное!
Вот такие необычные и интересные факты из «жизни» алмазов и бриллиантов.
