El diamant és un mineral natural, un dels més famosos i cars. Hi ha moltes especulacions i llegendes al seu voltant, sobretot pel que fa al seu valor i a la detecció de falsificacions. Un tema a part d'estudi és la relació entre el diamant i el grafit. Molta gent sap que aquests minerals són semblants, però no tothom sap exactament què. I la pregunta de com es diferencien, també, no tothom pot respondre. Què sabem de l'estructura d'un diamant? O els criteris per jutjar les joies?
Estructura de diamant
El diamant és un dels tres minerals que són una modificació cristal·lina del carboni. Els altres dos són grafit i lonsdaleita, el segon es pot trobar en meteorits o creat artificialment. I si aquestes pedres són modificacions hexagonals, aleshores el tipus de gelosia de cristall de diamant és un cub. En aquest sistema, els àtoms de carboni es disposen d'aquesta manera: un a cada vèrtex i al centre de la cara, i quatre a l'interior del cub. Així, resulta queels àtoms estan disposats en forma de tetraedres, i cada àtom es troba al centre d'un d'ells. Les partícules estan interconnectades per l'enllaç més fort: covalent, a causa del qual el diamant té una duresa elevada.
Propietats químiques
A grans trets, un diamant és carboni pur, per tant, els cristalls de diamant han de ser absolutament transparents i transmetre tota la llum visible. Però no hi ha res perfecte al món, la qual cosa vol dir que aquest mineral també té impureses. Es creu que el contingut màxim d'impureses en diamants gemmes no ha de superar el 5%. La composició d'un diamant pot incloure substàncies sòlides i líquides i gasoses, la més comuna d'elles:
- nitrogen;
- bor;
- alumini;
- silici;
- calci;
- magnesi.
A més, la composició pot incloure quars, granats, olivina, altres minerals, òxids de ferro, aigua i altres substàncies. Sovint, aquests elements es troben a la composició del mineral en forma d'inclusions minerals mecàniques, però alguns d'ells poden substituir el carboni a l'estructura del diamant; aquest fenomen s'anomena isomorfisme. En aquest cas, les inclusions poden afectar significativament les propietats físiques del mineral, el seu color, la reflexió de la llum i les inclusions de nitrogen li donen propietats luminiscents.
Propietats físiques
L'estructura d'un diamant determina les seves propietats físiques, s'avaluen segons quatre criteris:
- duresa;
- densitat;
- dispersió i refracció de la llum;
- gelota de cristall.
La duresa dels minerals s'estima a l'escala de Mohs, la seva puntuació en aquest sistema és 10, aquest és l'indicador màxim. El següent a la llista és el corindó, el seu indicador és 9, però la seva duresa és 150 vegades menor, la qual cosa significa la superioritat absoluta del diamant en aquest indicador.
No obstant això, la duresa d'un mineral no significa gens la seva força. El diamant és bastant trencadís i es trenca fàcilment si es colpeja amb un martell.
La gravetat específica d'un diamant (densitat) es determina en l'interval de 3,42 a 3,55 g/cm3. Es determina per la relació entre el pes del mineral i el pes de l'aigua del mateix volum.
A més de la duresa, també té alts índexs de refracció (2,417-2,421) i de dispersió (0,0574). Aquesta combinació de propietats permet que el diamant sigui la pedra de joieria més preciosa i ideal.
Les altres propietats físiques del mineral també són importants, com la conductivitat tèrmica (900-2300 W/m·K), també la més alta de totes les substàncies. També podeu observar la capacitat del mineral de no dissoldre's en àcids i àlcalis, les propietats del dielèctric, el baix coeficient de fricció del metall a l'aire i l' alt punt de fusió de 3700-4000 °C a una pressió d'11 GPa.
Similituds i diferències entre el diamant i el grafit
El carboni és un dels elements més comuns a la Terra, es troba en moltes substàncies, especialment en els organismes vius. El grafit, com el diamant, està format per carboni, però les estructures del diamant i del grafit són molt diferents. El diamant es pot convertir en grafit sota la influència de les altes temperatures sense accés a l'oxigen, però en condicions normals, és capaç de fer-ho indefinidament.roman sense canvis, això s'anomena metaestabilitat, a més, el tipus de gelosia cristal·lina de diamant és un cub. Però el grafit és un mineral en capes, la seva estructura sembla una sèrie de capes situades en diferents plans. Aquestes capes estan formades per hexàgons que formen un sistema de bresca. Només es formen enllaços forts entre aquests hexàgons, però entre les capes són extremadament febles, això provoca l'estratificació del mineral. A més de la seva baixa duresa, el grafit absorbeix la llum i té una brillantor metàl·lica, que també és molt diferent del diamant.
Aquests minerals són l'exemple més sorprenent d'al·lotropia, un fenomen en què les substàncies tenen propietats físiques diferents, tot i que consisteixen en el mateix element químic.
Origen del diamant
No hi ha cap opinió inequívoca sobre com es formen els diamants a la natura, hi ha teories magmàtiques, mantells, meteorits i altres. Tanmateix, el més comú és el magmàtic. Es creu que els diamants es formen a una profunditat d'uns 200 km sota una pressió de 50.000 atmosferes, i després treuen a la superfície juntament amb el magma durant la formació de canonades de kimberlita. L'edat dels diamants varia entre 100 milions i 2.500 milions d'anys. També s'ha demostrat científicament que els diamants es poden formar quan un meteorit colpeja la superfície de la terra, i també es poden trobar a la pròpia roca del meteorit. Tanmateix, els cristalls d'aquest origen són extremadament petits i poques vegades s'adapten al processament.
Dipòsits de diamants
Els primers dipòsits que van seres van descobrir i extreure diamants, situats a l'Índia, però a finals del segle XIX estaven molt esgotats. No obstant això, va ser allà on es van extreure les mostres més famoses, grans i cares. I als segles XVII i XIX es van descobrir jaciments minerals al Brasil i Sud-àfrica. La història està plena de llegendes i fets sobre la febre dels diamants, que s'associen específicament a les mines sud-africanes. Els últims jaciments de diamants descoberts es troben al Canadà, el seu desenvolupament va començar només a l'última dècada del segle XX.
Les mines de Namíbia són especialment interessants, tot i que la mineria de diamants és un negoci difícil i perillós. Els dipòsits de cristalls es concentren sota una capa de terra, la qual cosa, tot i que complica el treball, parla de l' alta qualitat dels minerals. Els diamants que han viatjat diversos centenars de quilòmetres a la superfície amb una fricció constant contra altres roques són cristalls d' alta qualitat i de menor qualitat simplement no podrien suportar aquest viatge i, per tant, el 95% de les pedres extretes són de qualitat gema. També hi ha canonades de kimberlita conegudes i riques en minerals a Rússia, Botswana, Angola, Guinea, Libèria, Tanzània i altres països.
Processament de diamants
El processament de diamants requereix una gran experiència, coneixements i habilitats. Abans de començar a treballar, cal estudiar a fons la pedra per, posteriorment, conservar el seu pes tant com sigui possible i desfer-se de les inclusions. El tipus més comú de tall de diamant és rodó, permet que la pedra brilli amb tots els colors i reflecteixi la llum de la manera més favorable possible. Però aquest treball també és el més difícil:un diamant rodó té 57 plànols, i a l'hora de tallar-lo és important observar les proporcions més precises. També els tipus de tall populars són: oval, llàgrima, cor, marquesa, maragda i altres. Hi ha diverses etapes de processament de minerals:
- marcatge;
- divisió;
- serrat;
- arrodoniment;
- cut.
Encara es creu que després del processament, el diamant perd aproximadament la meitat del seu pes.
Criteris d'avaluació del diamant
Quan s'extreuen diamants, només el 60% dels minerals són aptes per al processament, s'anomenen joies. Naturalment, el cost de les pedres en brut és molt inferior al preu dels diamants (més del doble). Els diamants es valoren segons el sistema 4C:
- Quirats (pes en quirats): 1 quirat equival a 0,2 g.
- Color (color): gairebé mai es troben diamants blancs purs, la majoria dels minerals tenen una certa tonalitat. El seu valor depèn en gran mesura del color del diamant, la majoria de les pedres que es troben a la natura tenen un to groc o marró, les pedres rosades, blaves i verdes es poden trobar amb menys freqüència. Els més rars, bonics i, per tant, cars, són els minerals de colors saturats, s'anomenen fantasia. Els més rars són el verd, el morat i el negre.
- La claredat (claresa) també és un indicador important que determina la presència de defectes a la pedra i afecta significativament el seu valor.
- Tall (tall): l'aspecte d'un diamant depèn molt del tall. Refracció i reflexió de la llumuna mena de resplendor "brillant" fa que aquesta pedra sigui tan valuosa, i la forma o la proporció de proporcions incorrectes durant el processament poden arruïnar-la completament.
Fabricació de diamants artificials
Ara la tecnologia et permet "conrear" diamants, gairebé indistingibles dels naturals. Hi ha diverses maneres de sintetitzar:
- La creació de diamants HPHT és el mètode més proper a les condicions naturals. Els minerals es creen a partir de grafit i llavor de diamant a una temperatura de 1400 ° C sota una pressió de 50.000 atmosferes. Aquest mètode us permet sintetitzar pedres de qualitat preciosa.
- Creació de diamants CVD (síntesi de pel·lícules) - la fabricació de pedres en condicions de buit utilitzant una llavor i gasos metà i hidrogen. Aquest mètode permet sintetitzar els minerals més purs, però són de mida extremadament reduïda, per la qual cosa s'utilitzen principalment amb finalitats industrials.
- La fusió explosiva és un mètode que produeix petits cristalls de diamant fent detonar explosius i després refredar-los.
Com distingir un original d'un fals
Parlant de mètodes per determinar l'autenticitat dels diamants, val la pena distingir entre la verificació de l'autenticitat dels diamants i els diamants en brut. Una persona sense experiència pot confondre un diamant amb quars, cristall, altres minerals transparents i fins i tot vidre. Tanmateix, les propietats físiques i químiques excepcionals d'un diamant fan que sigui fàcil detectar un fals.
BEn primer lloc, val la pena recordar la duresa. Aquesta pedra és capaç de ratllar qualsevol superfície, però només un altre diamant pot deixar-hi marques. A més, la transpiració no es manté en un cristall natural si es respira sobre ell. En una pedra mullada, hi haurà una marca com un llapis si hi passeu alumini. Podeu comprovar-ho amb una radiografia: una pedra natural sota radiació té un color verd ric. O mireu-lo al text: serà impossible distingir-lo a través d'un diamant natural. Per separat, val la pena assenyalar que la naturalitat de la pedra es pot comprovar per a la refracció de la llum: portant l'original a la font de llum, només es pot veure un punt lluminós al centre.
