Diamantul este un mineral natural, unul dintre cele mai faimoase și scumpe. În jurul lui sunt multe speculații și legende, mai ales în ceea ce privește valoarea sa și depistarea falsurilor. Un subiect separat de studiu este relația dintre diamant și grafit. Mulți oameni știu că aceste minerale sunt similare, dar nu toată lumea știe exact ce. Și la întrebarea cum diferă, de asemenea, nu toată lumea poate răspunde. Ce știm despre structura unui diamant? Sau criteriile pentru judecarea pietrelor?
Structura de diamant
Diamantul este unul dintre cele trei minerale care sunt o modificare cristalină a carbonului. Celel alte două sunt grafitul și lonsdaleitul, al doilea poate fi găsit în meteoriți sau creat artificial. Și dacă aceste pietre sunt modificări hexagonale, atunci tipul rețelei de cristal de diamant este un cub. În acest sistem, atomii de carbon sunt aranjați astfel: câte unul la fiecare vârf și în centrul feței și patru în interiorul cubului. Astfel, se dovedește căatomii sunt aranjați sub formă de tetraedre, iar fiecare atom se află în centrul unuia dintre ei. Particulele sunt interconectate prin cea mai puternică legătură - covalentă, datorită căreia diamantul are o duritate mare.
Proprietăți chimice
Aproximativ, un diamant este carbon pur, prin urmare, cristalele de diamant trebuie să fie absolut transparente și să transmită toată lumina vizibilă. Dar nu există nimic perfect în lume, ceea ce înseamnă că acest mineral are și impurități. Se crede că conținutul maxim de impurități din diamantele prețioase nu trebuie să depășească 5%. Compoziția unui diamant poate include atât substanțe solide, cât și lichide și gazoase, cele mai comune dintre ele:
- azot;
- bor;
- aluminiu;
- silicon;
- calciu;
- magneziu.
De asemenea, compoziția poate include cuarț, granate, olivină, alte minerale, oxizi de fier, apă și alte substanțe. Adesea, aceste elemente se găsesc în compoziția mineralului sub formă de incluziuni minerale mecanice, dar unele dintre ele pot înlocui carbonul în structura diamantului - acest fenomen se numește izomorfism. În acest caz, incluziunile pot afecta în mod semnificativ proprietățile fizice ale mineralului, culoarea, reflexia luminii și incluziunile de azot îi conferă proprietăți luminiscente.
Proprietăți fizice
Structura unui diamant determină proprietățile fizice ale acestuia, acestea sunt evaluate după patru criterii:
- duritate;
- densitate;
- dispersia și refracția luminii;
- rețea cristalină.
Duritatea mineralelor este estimată pe scara Mohs, scorul său pe acest sistem este 10, acesta este indicatorul maxim. Următorul din listă este corindonul, indicatorul său este 9, dar duritatea sa este de 150 de ori mai mică, ceea ce înseamnă superioritatea absolută a diamantului în acest indicator.
Cu toate acestea, duritatea unui mineral nu înseamnă deloc rezistența acestuia. Diamantul este destul de fragil și se rupe ușor dacă este lovit cu un ciocan.
Gesitatea specifică a unui diamant (densitatea) este determinată în intervalul de la 3,42 la 3,55 g/cm3. Este determinată de raportul dintre greutatea mineralului și greutatea apei de același volum.
Pe lângă duritate, are și indici de refracție mari (2,417-2,421) și dispersie (0,0574). Această combinație de proprietăți permite diamantului să fie cea mai prețioasă și ideală piatră de bijuterii.
Celel alte proprietăți fizice ale mineralului sunt de asemenea importante, cum ar fi conductivitatea termică (900-2300 W/m·K), de asemenea cea mai mare dintre toate substanțele. De asemenea, puteți observa capacitatea mineralului de a nu se dizolva în acizi și alcalii, proprietățile dielectricului, coeficientul scăzut de frecare pentru metal în aer și punctul de topire ridicat de 3700-4000 °C la o presiune de 11 GPa.
Asemănări și diferențe dintre diamant și grafit
Carbonul este unul dintre cele mai comune elemente de pe Pământ, se găsește în multe substanțe, în special în organismele vii. Grafitul, ca și diamantul, este alcătuit din carbon, dar structurile diamantului și grafitului sunt foarte diferite. Diamantul se poate transforma în grafit sub influența temperaturilor ridicate fără acces la oxigen, dar în condiții normale, este capabil derămân neschimbate, aceasta se numește metastabilitate, în plus, tipul de rețea cristalină de diamant este un cub. Dar grafitul este un mineral stratificat, structura lui arată ca o serie de straturi situate în planuri diferite. Aceste straturi sunt formate din hexagoane care formează un sistem asemănător unui fagure. Legăturile puternice se formează doar între aceste hexagoane, dar între straturi sunt extrem de slabe, acest lucru determină stratificarea mineralului. Pe lângă duritatea scăzută, grafitul absoarbe lumina și are un luciu metalic, care este, de asemenea, foarte diferit de diamant.
Aceste minerale sunt cel mai frapant exemplu de alotropie - un fenomen în care substanțele au proprietăți fizice diferite, deși constau din același element chimic.
Originea diamantului
Nu există o opinie fără echivoc despre modul în care se formează diamantele în natură, există teorii magmatice, mantale, meteoriți și alte teorii. Cu toate acestea, cel mai frecvent este magmatic. Se crede că diamantele se formează la o adâncime de aproximativ 200 km sub o presiune de 50.000 de atmosfere și apoi sunt aduse la suprafață împreună cu magma în timpul formării conductelor de kimberlit. Vârsta diamantelor variază de la 100 de milioane la 2,5 miliarde de ani. De asemenea, a fost dovedit științific că diamantele se pot forma atunci când un meteorit lovește suprafața pământului și pot fi găsite și în roca meteoritică în sine. Cu toate acestea, cristalele de această origine sunt extrem de mici și rareori potrivite pentru prelucrare.
Depozite de diamante
Primele depozite care au fostau fost descoperite și exploatate diamante, situate în India, dar până la sfârșitul secolului al XIX-lea au fost sever epuizate. Totuși, acolo au fost extrase cele mai faimoase, mari și scumpe eșantioane. Și în secolele al XVII-lea și al XIX-lea au fost descoperite zăcăminte minerale în Brazilia și Africa de Sud. Istoria este plină de legende și fapte despre goana diamantelor, care sunt asociate în mod special cu minele din Africa de Sud. Ultimele zăcăminte de diamante descoperite sunt în Canada, dezvoltarea lor a început abia în ultimul deceniu al secolului XX.
Minele din Namibia sunt deosebit de interesante, deși exploatarea diamantelor acolo este o afacere dificilă și periculoasă. Depozitele de cristale sunt concentrate sub un strat de sol, care, deși complică munca, vorbește despre calitatea în altă a mineralelor. Diamantele care au călătorit câteva sute de kilometri la suprafață cu frecare constantă împotriva altor roci sunt cristale de calitate superioară, de calitate inferioară, pur și simplu nu ar putea rezista unei astfel de călătorii și, prin urmare, 95% din pietrele extrase sunt de calitate prețioasă. De asemenea, există țevi de kimberlit binecunoscute și bogate în minerale în Rusia, Botswana, Angola, Guineea, Liberia, Tanzania și alte țări.
Prelucrare diamant
Prelucrarea diamantelor necesită experiență, cunoștințe și abilități deosebite. Înainte de a începe lucrul, este necesar să se studieze temeinic piatra pentru a-și păstra ulterior greutatea cât mai mult posibil și a scăpa de incluziuni. Cel mai comun tip de tăiere cu diamant este rotund, permite pietrei să strălucească cu toate culorile și să reflecte lumina cât mai favorabil. Dar această lucrare este și cea mai dificilă:un diamant rotund are 57 de avioane, iar atunci când îl tăiați, este important să respectați cele mai precise proporții. De asemenea, tipurile populare de tăiere sunt: oval, lacrimă, inimă, marchiză, smarald și altele. Există mai multe etape de prelucrare a mineralelor:
- markup;
- divizarea;
- tăiere;
- rotunjire;
- cut.
Încă se crede că, după procesare, diamantul pierde aproximativ jumătate din greutate.
Criterii de evaluare a diamantului
Când diamantele sunt extrase, doar 60% dintre minerale sunt potrivite pentru prelucrare, ele se numesc bijuterii. Desigur, costul pietrelor brute este mult mai mic decât prețul diamantelor (de mai mult de două ori). Diamantele sunt evaluate conform sistemului 4C:
- Carat (greutate în carate) - 1 carat este egal cu 0,2 g.
- Culoare (culoare) - diamantele albe pur nu se găsesc aproape niciodată, majoritatea mineralelor au o anumită nuanță. Valoarea sa depinde în mare măsură de culoarea diamantului, majoritatea pietrelor găsite în natură au o nuanță galbenă sau maro, pietrele roz, albastre și verzi pot fi găsite mai rar. Cele mai rare, frumoase și, prin urmare, scumpe sunt mineralele de culori saturate, ele se numesc fantezie. Cele mai rare sunt verde, violet și negru.
- Claritatea (claritatea) este, de asemenea, un indicator important care determină prezența defectelor în piatră și afectează semnificativ valoarea acesteia.
- Cut (tăiat) - aspectul unui diamant depinde foarte mult de tăietură. Refracția și reflectarea luminiiun fel de strălucire „strălucitoare” face ca această piatră să fie atât de valoroasă, iar forma greșită sau raportul de proporții greșit în timpul procesării o poate distruge complet.
Fabricarea diamantelor artificiale
Acum, tehnologia vă permite să „creșteți” diamante, aproape imposibil de distins de cele naturale. Există mai multe moduri de a sintetiza:
- Crearea diamantelor HPHT este metoda cea mai apropiată de condițiile naturale. Mineralele sunt create din grafit și semințe de diamant la o temperatură de 1400 ° C sub o presiune de 50.000 de atmosfere. Această metodă vă permite să sintetizați pietre de calitate prețioasă.
- Crearea de diamante CVD (sinteza filmului) - fabricarea de pietre în condiții de vid folosind o sămânță și metan și hidrogen gazos. Această metodă face posibilă sintetizarea celor mai pure minerale, cu toate acestea, acestea au dimensiuni extrem de mici, prin urmare sunt utilizate în principal în scopuri industriale.
- Fuziunea explozivă este o metodă care produce cristale mici de diamant prin detonarea explozivilor și apoi răcirea lor.
Cum să distingem un original de un fals
Vorbind despre metodele de determinare a autenticității diamantelor, merită să facem distincția între verificarea autenticității diamantelor și a diamantelor brute. O persoană fără experiență poate confunda un diamant cu cuarț, cristal, alte minerale transparente și chiar sticlă. Cu toate acestea, proprietățile fizice și chimice excepționale ale unui diamant facilitează identificarea unui fals.
BÎn primul rând, merită să ne amintim duritatea. Această piatră este capabilă să zgârie orice suprafață, dar doar un alt diamant poate lăsa urme pe ea. De asemenea, transpirația nu rămâne pe un cristal natural dacă respiri pe el. Pe o piatră umedă, va fi un semn ca un creion dacă treceți aluminiu peste ea. O puteți verifica cu o radiografie: o piatră naturală sub radiație are o culoare verde bogată. Sau uită-te prin el la text: va fi imposibil să-l deslușești printr-un diamant natural. Separat, este de remarcat faptul că naturalețea pietrei poate fi verificată pentru refracția luminii: aducând originalul la sursa de lumină, puteți vedea doar un punct luminos în centru.
