Mnoho lidových moudrostí odráží vlastnosti jednoho z nejkrásnějších kamenů na Zemi: „diamant čisté vody“, „tvrdý jako diamant“, „brilance diamantu“atd. A jednou z vlastností je hustota. Diamant, jehož název podle jedné verze pochází ze starořeckého „almas“– nezničitelný, je drahý kámen, ale používá se nejen ve šperkařství. Pojďme zjistit, na čem závisí hustota a jakou roli hraje v „životě“kamene.
Trocha historie
S úžasným kamenem je spojeno mnoho legend a přesvědčení. A jeden z nich - diamant přináší svému majiteli štěstí. Ale mohou ji vlastnit pouze vítězové v životě. A pozoruhodní lidé, kteří jej nosili, zahrnují Napoleon Bonaparte, Julius Caesar a císař Svaté říše římské Ludvík IV.
EvropaDiamant jsem poznal kolem 5.–6. století před naším letopočtem. e., ale teprve před 550 lety získal svou neuvěřitelnou popularitu. Ostatně právě tehdy se ho naučili správně řezat, aby maximalizovali vlastnosti diamantu. A to vše kvůli jeho neuvěřitelným vlastnostem – obrovské pevnosti, přičemž hustota diamantu je 3500 kg/m3. Který jiný známý minerál se může pochlubit stejnými vlastnostmi?
Skutečnost, že mnozí považují diamant za nerost, který nelze rozbít, vedla ke ztrátě vzácných a krásných kamenů. Například v roce 1476, během války mezi vévodou Karlem Smělým (jeden z prvních majitelů broušených diamantů podobných briliantovému brusu) a králem Ludvíkem XI., se královým žoldákům podařilo vloupat do stanu stojícího na bojišti. Byli zasaženi rýhami diamantů, které se tam nacházely. Rozhodli se ověřit pravost kamenů kladivem a velké množství drahých a krásných kamenů proměnili v prach.
Diamanty „Dívčí přátelé“se staly až v polovině 15. století díky Agnes Sorel, oblíbenkyni Karla Sedmého. Nyní znáš jméno toho, kdo udělal mnoho mužů "nešťastnými".
Fyzikální vlastnosti
Nevědomý člověk, který drží v rukou diamant, pravděpodobně neuhodne, jaký druh pokladu dostal. Surový krystal vypadá velmi jednoduše a nenápadně. Ano, a nejčastěji se minerál nachází v přírodě ve formě úlomků nepravidelného tvaru. No, transparentní, no, s vysokým lomem světla, který se pohybuje od 2 417 do 2 419. Co je na tom zvláštního?Jen ukázka osmibokého tvaru (dvě pyramidy jsou propojeny podstavou) může upoutat pozornost laika hrou světla na jejich tvářích. Je to vysoký lom světla, který určuje to, co později nazýváme brilantní brilancí, neexistuje žádný dvojlom. Při delším vystavení slunci začne většina kamenů ve tmě zářit.
Diamant je také známý svou neuvěřitelnou tvrdostí – 10 z 10 na Mohsově stupnici. Jinými slovy, nejtvrdší známý minerál na Zemi. Ale jaká je hustota diamantu, to snadno zjistíte v referenční knize. Ale než se podíváme, zkuste hádat, co by to mělo být? Na základě jeho tvrdosti - poměrně vysoká. Ale i zde diamant ukazuje svůj paradox.
Vysoká tvrdost je způsobena speciální strukturou kubické krystalové mřížky, kde každý roh je atom uhlíku. Jeden další atom je umístěn ve středu plochy a 4 atomy každý uvnitř krychle. Tedy ty atomy, které se nacházejí ve středu plochy, jsou společné dvěma sousedním buňkám a ty ve vrcholech jsou společné osmi. Tento způsob balení atomu je nejhustší.
Krystal se štěpí za vzniku hladkých rovnoběžek (tzv. dokonalé štěpení). Zlomenina se v tomto případě liší od lasturové po tříštivou (samozřejmě ne štěpením).
Při pohledu do referenční knihy: průměrná hustota diamantu je 3500 kg/m3. Může se pohybovat od 3,47 do 4,55 gramů na centimetr krychlový. Na tak tvrdý minerál moc ne. Podle Razivalatvrdost broušení je 140 000, 0.
Barvy
Ještě jednou fyzikální vlastností, kterou bych rád zmínil, je barva kamene. A zbarvení má významný vliv na hustotu diamantu. Nejběžnější jsou bezbarvé nebo nažloutlé, s namodralým nebo hnědým nádechem. Barevné krystaly jsou v přírodě mnohem méně běžné, ale barevné variace jsou velmi rozmanité: růžová a červená, oranžová a jasně žlutá, zelená a modrá, fialová a koňaková, třešňová, šedá a dokonce i černá. Jiný název pro barevné diamanty je fantazie. Nejdražší sice byly a zůstávají průhledné bezbarvé nebo s namodralým nádechem, ale poptávka po kamenech vzácných odstínů roste, což znamená, že roste i jejich cena.
Navíc jsme zvyklí, že diamanty jsou průhledné, ale existují i neprůhledné. Barva a průhlednost přímo závisí na chemickém složení krystalů. Byla také zaznamenána další pravidelnost: čím tmavší, tím nižší hustota diamantu (g/cm3).
Chemické složení a vlastnosti
Jak již bylo zmíněno, minerál tvoří 96,0–99,8 % uhlíku, jehož atomy jsou propojeny v kubické mřížce. Kromě toho se v krystalu nacházejí i další chemikálie - kyslík, dusík, bór a křemík, hliník a mangan, železo a měď, titan a zinek, nikl atd. Inkluze olivitu a chromitu, grafitu a pyropu, enstatinu a dalších jsou možné.
Poměrně často najdete krystaly s vodou a kyselinou uhličitou, oxidem uhličitým a dalšími látkami v plynnémstav. Nejčastěji se nečistoty nacházejí blíže k okraji krystalu.
Co se týče chemických vlastností, diamant je velmi odolný vůči kyselinám a zásadám, není smáčen vodou, ale snadno se pokryje mastným filmem i při běžném dotyku rukou. Tato vlastnost se používá k určení skutečného kamene. Minerál zůstává chemicky inertní, dokud není vystaven vysokým teplotám.
Diamant hoří při 850 °C a vytváří oxid uhličitý. A při zahřátí bez přístupu vzduchu na více než 1000 °C se změní na alotropní modifikaci - grafit.
Co dalšího určuje cenu?
Rozpětí cen diamantů je velmi široké a cena závisí na mnoha vlastnostech. Ale v každém případě je vždy uvedena cena za jeden karát (0,2 g):
Střih: nejcennější z nich je 57 faset, nebo se mu také říká Tolkovského střih. Pro malé diamanty - 17 a 33. Zbytek brusů je považován za ozdobný a cena je mnohem nižší. Ale přesto uvádíme další typy střihů: Baryon, Quadrillion, Princess, Marquis, Rose, Briolette, Hruška, Oval, Heart, Usher, Emerald ", "Radiant", "Triliant"
- Transparentnost: pokud je průhlednost diamantu dokonalá, nejsou tam žádné praskliny, včetně mikroinkluzí, pak cenaokamžitě se zvýší o řád nebo ještě více.
- Velikost kamene: nemluvíme zde o karátech, takže diamant vážící jeden karát v průměru může mít 6,5 mm, a pokud jsou ostatní ukazatele také vysoké, pak cena může být 10-12 tisíc dolarů za karát.
- Barva. Vše záleží na módních trendech a rozmarech klienta. Ale nejcennější jsou stále považovány za bezbarvé a s namodralým nádechem.
Aplikace
Po prostudování vlastností diamantu můžeme s jistotou říci: kámen je prostě jedinečný. Ale nejen ve šperkařství se nyní používá. Věda a průmysl odebírají část světových zásob kamene pro své potřeby. Používají pouze malé nebo vadné kameny.
Jaké vlastnosti oceňují věda a průmysl:
- vysoká tepelná vodivost;
- tvrdost;
- průhlednost (schopnost propouštět UV a IR paprsky);
- struktura krystalu (může být vodič, izolant). Dokáže odolat vysokému napětí, náhlým změnám teploty.
Medicína nezůstala stranou a v chirurgii používala diamanty. Nyní se vyrábějí skalpely, jejichž čepel je diamantová. Díky ostření těchto čepelí jsou řezy ultratenké. V laserových zařízeních jsou rány kauterizovány pomocí diamantů. Diamantová okna se instalují v laboratořích s nebezpečnými chemikáliemi.
Stavební a opravárenské nástroje pro domácí i profesionální účely - pily, kovové nože, frézy a frézy na sklo, brusné kotouče a mnoho dalšího - jsou potaženy diamantovým zrnem pro zvýšení jejich životnosti. Tunelyse pokládají pomocí tzv. tunelovacího stroje. Jeho nože jsou pokryty vrstvou diamantové drti.
Ve školních osnovách
Takovou charakteristiku, jako je hustota diamantu, najdeme dokonce i ve školních osnovách. Učí se to v takovém předmětu, jako je fyzika, v sekci "Základy molekulární kinetické teorie" v 10. třídě. A problém je vyřešen. Zní to takto:
Existuje diamant, jehož hustota v kg/m3 je 3500. Jaký objem budou zaujímat atomy hmoty v množství 1022? (Myakishevova problémová kniha). Ukazuje se, že vlastnosti diamantů se studují ve škole. A nejen v této knize problémů jsou podobné problémy. Je také možné napsat podmínku takto:
Hustota diamantu je 3500. Kolik objemu zabere 1022 jeho molekul?
Space News
Donedávna si byl každý jistý, že největší diamant je „Hvězda Afriky“. Jeho hmotnost je 3106 karátů. Jak moc, to by si každý pomyslel, ale astronomové našli v souhvězdí Hada malý diamant, jehož hmotnost je 1031 karátů! Tohle je skutečný obr. Nikdo ho samozřejmě nedržel v rukou, ale vědci si jsou jisti, že tento bílý trpaslík je kompletně složen z superhustého krystalického uhlíku. Zde je diamant o průměru 55 000 km v průměru.
