Wiele ludowych mądrości odzwierciedla właściwość jednego z najpiękniejszych kamieni na ziemi: „diamentu z czystej wody”, „twardego jak diament”, „diamentowego blasku” itp. Jedną z właściwości jest gęstość. Diament, którego nazwa według jednej wersji pochodzi od starożytnego greckiego „almas” – niezniszczalny, jest kamieniem szlachetnym, ale znajduje zastosowanie nie tylko w jubilerstwie. Zastanówmy się, od czego zależy gęstość i jaką rolę odgrywa w „życiu” kamienia.
Trochę historii
Istnieje wiele legend i wierzeń związanych z tym niesamowitym kamieniem. A jeden z nich - diament przynosi szczęście właścicielowi. Ale tylko zwycięzcy w życiu mogą go posiadać. I znani ludzie, którzy go nosili, to Napoleon Bonaparte, Juliusz Cezar i cesarz rzymski Ludwik IV.
EuropaDiament rozpoznałem około V-VI wieku p.n.e. e., ale zaledwie 550 lat temu otrzymał niesamowitą popularność. W końcu to właśnie wtedy nauczyli się, jak prawidłowo go ciąć, aby zmaksymalizować właściwości diamentu. A wszystko za sprawą jego niesamowitych właściwości – ogromnej wytrzymałości, podczas gdy gęstość diamentu wynosi 3500 kg/m3. Jaki inny znany minerał może pochwalić się tymi samymi właściwościami?
Ale fakt, że wielu uważa diament za minerał, którego nie można złamać, doprowadził do utraty rzadkich i pięknych kamieni. Na przykład w 1476 roku, podczas wojny między księciem Karolem Śmiałym (jednym z pierwszych posiadaczy diamentów oszlifowanych o szlifie brylantowym) a królem Ludwikiem XI, królewscy najemnicy zdołali włamać się do stojącego na polu bitwy namiotu. Uderzyły je znajdujące się tam podkładki diamentów. Postanowili sprawdzić autentyczność kamieni młotkiem i zamienili w pył dużą liczbę drogich i pięknych kamieni.
Diamenty „przyjaciół dziewczyn” stały się dopiero w połowie XV wieku za sprawą Agnes Sorel, ulubienicy Karola VII. Teraz znasz imię tego, który unieszczęśliwił wielu mężczyzn.
Właściwości fizyczne
Ignorant trzymający diament w dłoniach raczej nie zgadnie, jaki skarb posiada. Surowy kryształ wygląda bardzo prosto i niepozornie. Tak, a najczęściej minerał występuje w naturze w postaci fragmentów o nieregularnym kształcie. No cóż, przezroczysty, no, o dużym załamaniu światła, które waha się od 2 417 do 2 419. Co jest w nim specjalnego?Tylko próbka kształtu ośmiościennego (dwie piramidy są połączone podstawą) może przyciągnąć uwagę laika grą światła na jego twarzach. To wysokie załamanie światła określa to, co później nazywamy błyskotliwym blaskiem, nie ma dwójłomności. Przy dłuższej ekspozycji na słońce większość kamieni zaczyna świecić w ciemności.
Diament jest również znany ze swojej niesamowitej twardości - 10 na 10 w skali Mohsa. Innymi słowy, najtwardszy minerał znany na ziemi. Ale jaka jest gęstość diamentu, można to łatwo znaleźć w książce referencyjnej. Ale zanim spojrzymy, spróbuj zgadnąć, co to powinno być? W oparciu o jego twardość - dość wysoka. Ale nawet tutaj diament pokazuje swój paradoks.
Wysoka twardość wynika ze specjalnej struktury sześciennej sieci krystalicznej, w której każdy narożnik jest atomem węgla. Jeszcze jeden atom znajduje się na środku twarzy, a 4 atomy każdy wewnątrz sześcianu. Tak więc te atomy, które znajdują się w środku twarzy, są wspólne dla dwóch sąsiednich komórek, a te na wierzchołkach są wspólne dla ośmiu. Ten sposób pakowania atomu jest najgęstszy.
Kryształ pęka, tworząc gładkie paralele (tzw. idealne rozszczepienie). Złamanie w tym przypadku różni się od muszlówki do drzazgi (oczywiście nie przez rozszczepienie).
Zaglądając do podręcznika: średnia gęstość diamentu wynosi 3500 kg/m3. Może wahać się od 3,47 do 4,55 grama na centymetr sześcienny. Nie za tak twardy minerał. Według Razivalatwardość szlifowania wynosi 140000, 0.
Kolory
Kolejną fizyczną właściwością, o której chciałbym wspomnieć, jest kolor kamienia. A zabarwienie ma znaczący wpływ na gęstość diamentu. Najczęściej są bezbarwne lub żółtawe, z odcieniem niebieskawym lub brązowym. Kolorowe kryształy są znacznie mniej powszechne w naturze, ale wariacje kolorystyczne są bardzo zróżnicowane: różowo-czerwony, pomarańczowy i jasnożółty, zielony i niebieski, fioletowy i koniakowy, wiśniowy, szary, a nawet czarny. Inna nazwa kolorowych diamentów to fantazyjna. Wprawdzie najdroższe były i pozostają przezroczyste bezbarwne lub z niebieskawym odcieniem, ale popyt na kamienie o rzadkich odcieniach rośnie, co oznacza, że rośnie również ich cena.
Poza tym jesteśmy przyzwyczajeni do tego, że diamenty są przezroczyste, ale są też nieprzezroczyste. Kolor i przezroczystość zależą bezpośrednio od składu chemicznego kryształów. Zauważono również inną prawidłowość: im ciemniejszy, tym mniejsza gęstość diamentu (g/cm3).
Skład chemiczny i właściwości
Jak już wspomniano, minerał zawiera 96,0–99,8% węgla, którego atomy są połączone w sześcienną sieć. Ponadto w krysztale znajdują się również inne chemikalia - tlen, azot, bor i krzem, aluminium i mangan, żelazo i miedź, tytan i cynk, nikiel itp. Wtrącenia oliwitu i chromitu, grafitu i piropu, enstatyny i innych są możliwe.
Dość często można znaleźć kryształy z wodą i kwasem węglowym, dwutlenkiem węgla i innymi substancjami w postaci gazowejstan: schorzenie. Najczęściej zanieczyszczenia znajdują się bliżej obrzeża kryształu.
Jeśli chodzi o właściwości chemiczne, diament jest bardzo odporny na kwasy i zasady, nie jest zwilżany wodą, ale łatwo pokrywa się tłustym filmem, nawet przy normalnym dotyku rękami. Ta właściwość służy do określenia prawdziwego kamienia. Minerał pozostaje chemicznie obojętny, dopóki nie zostanie wystawiony na działanie wysokich temperatur.
Diament pali się w temperaturze 850 °C, wytwarzając dwutlenek węgla. A po podgrzaniu bez dostępu powietrza do ponad 1000 ° C zamienia się w modyfikację alotropową - grafit.
Co jeszcze określa koszt?
Rozpiętość cen diamentów jest bardzo szeroka, a koszt zależy od wielu cech. Ale w każdym razie cena za jeden karat (0,2 g) jest zawsze wskazana:
Cięcie: najbardziej cenionym z nich jest 57 faset, lub jest on również nazywany cięciem Tolkovsky'ego. Dla małych brylantów - 17 i 33. Pozostałe szlify uważane są za fantazyjne, a cena jest znacznie niższa. Ale nadal wymieniamy inne rodzaje cięć: Baryon, Quadrillion, Princess, Marquis, Rose, Briolette, Gruszka, Oval, Heart, Usher, Emerald”, „Radiant”, „Triliant”
- Przezroczystość: jeśli przezroczystość jest idealna w diamencie, nie ma pęknięć, w tym mikroinkluzji, to cenanatychmiast zwiększa się o rząd wielkości, a nawet więcej.
- Wielkość kamienia: nie mówimy tutaj o karatach, więc diament o wadze jednego karata może mieć 6,5 mm, a jeśli inne wskaźniki również są wysokie, to koszt może wynosić 10-12 tysięcy dolarów za karat.
- Kolor. Wszystko zależy od trendów mody i zachcianek klienta. Ale najcenniejsze są nadal uważane za bezbarwne i z niebieskawym odcieniem.
Aplikacja
Po zbadaniu właściwości diamentu możemy śmiało powiedzieć: kamień jest po prostu wyjątkowy. Ale nie tylko w biżuterii jest teraz używany. Nauka i przemysł zabierają część światowych zasobów kamienia na własne potrzeby. Używają tylko małych lub wadliwych kamieni.
Jakie nieruchomości są cenione przez naukę i przemysł:
- wysoka przewodność cieplna;
- twardość;
- przezroczystość (zdolność do przesyłania promieni UV i IR);
- struktura kryształu (może być przewodnikiem, izolatorem). Może wytrzymać wysokie napięcie, nagłe zmiany temperatury.
Medycyna nie stała z boku, używając diamentów w chirurgii. Obecnie produkowane są skalpele, których ostrze jest diamentowe. Ostrzenie takich ostrzy sprawia, że cięcia są ultracienkie. W urządzeniach laserowych rany są kauteryzowane za pomocą diamentów. Okna diamentowe są instalowane w laboratoriach z niebezpiecznymi chemikaliami.
Narzędzia budowlane i naprawcze do użytku domowego i profesjonalnego - piły, noże do metalu, frezy i noże do szkła, ściernice i wiele innych - są pokryte ziarnem diamentowym, aby zwiększyć ich żywotność. Tuneleukładane są za pomocą tzw. maszyny tunelowej. Jego noże pokryte są warstwą diamentowego ziarna.
W programie szkolnym
Taką cechę jak gęstość diamentu można znaleźć nawet w szkolnym programie nauczania. Uczą się go na takim przedmiocie jak fizyka, w dziale „Podstawy Molekularnej Teorii Kinetycznej” w 10 klasie. I problem został rozwiązany. Brzmi tak w całości:
Istnieje diament, którego gęstość w kg/m3 wynosi 3500. Jaką objętość zajmą atomy materii w ilości 1022? (Książka problemów Myakisheva). Okazuje się, że właściwości diamentów są badane w szkole. I nie tylko w tej książce problemowej są podobne problemy. Możliwe jest również napisanie takiego warunku:
Gęstość diamentu wynosi 3500. Ile objętości zajmie 1022 jego cząsteczek?
Wiadomości o kosmosie
Do niedawna wszyscy byli pewni, że największym diamentem jest „Gwiazda Afryki”. Jego masa to 3106 karatów. Ile, wszyscy pomyśleliby, ale astronomowie znaleźli mały diament w konstelacji Węża, którego masa wynosi 1031 karatów! To prawdziwy gigant. Oczywiście nikt nie trzymał go w rękach, ale naukowcy są pewni, że ten biały karzeł składa się w całości z supergęstego krystalicznego węgla. Oto diament o średnicy 55 000 km.
