Какие свойства характерны для алмаза
507-каратный алмаз Cullinan Heritage
Алмаз — самый твёрдый минерал, кубическая полиморфная (аллотропная) модификация углерода(C), устойчивая при высоком давлении. При атмосферном давлении и комнатной температуре метастабилен, но может существовать неограниченно долго, не превращаясь в стабильный в этих условиях графит. В вакууме или в инертном газе при повышенных температурах постепенно переходит в графит.
СТРУКТУРА
Кристаллическая структура алмаза
Сингония алмаза кубическая, пространственная группа Fd3m. Элементарная ячейка кристаллической решетки алмаза представляет собой гранецентрированный куб, в котором в четырех секторах расположенных в шахматном порядке, находятся атомы углерода. Иначе алмазную структуру можно представить как две кубических гранецентрированных решетки, смещенных друг относительно друга по главной диагонали куба на четверть её длины. Структура аналогичная алмазной установлена у кремния, низкотемпературной модификации олова и некоторых других простых веществ.
Кристаллы алмаза всегда содержат различные дефекты кристаллической структуры (точечные, линейные дефекты, включения, границы субзерен и тп.). Такие дефекты в значительной степени определяют физические свойства кристаллов.
СВОЙСТВА
Неограненный алмаз
Алмаз может быть бесцветными водянопрозрачным или окрашенным в различные оттенки желтого, коричневого, красного, голубого, зеленого, черного, серого цветов.
Распределение окраски часто неравномерное, пятнистое или зональное. Под действием рентгеновских, катодных и ультрафиолетовых лучей большинство алмазов начинает светиться (люминесцировать) голубым, зелёным, розовым и др. цветами. Характеризуется исключительно высоким светопреломлением. Показатель преломления (от 2,417 до 2,421) и сильная дисперсия (0,0574 ) обуславливают яркий блеск и разноцветную «игру» огранённых ювелирных алмазов, называемых бриллиантами. Блеск сильный, от алмазного до жирного.Плотность 3,5 г/см3. По шкале Мооса относительная твердость алмаза равна 10, а абсолютная — в 1000 раз превышает твёрдость кварца и в 150 раз — корунда. Она самая высокая как среди всех природных, так и искусственных материалов. Вместе с тем довольно хрупок, легко раскалывается. Излом раковистый. С кислотами и щелочами в отсутствие окислителей не взаимодействует.
На воздухе алмаз сгорает при 850° С с образованием СО2; в вакууме при температуре свыше 1.500° С переходит в графит.
МОРФОЛОГИЯ
Морфология алмаза очень разнообразна. Он встречается как в виде монокристаллов, так и в виде поликристаллических срастаний («борт», «баллас», «карбонадо»). Алмазы из кимберлитовых месторождений имеют только одну распространенную плоскогранную форму — октаэдр. При этом во всех месторождениях распространены алмазы с характерными кривогранными формами — ромбододекаэдроиды (кристаллы похожие на ромбододекаэдр, но с округлыми гранями), и кубоиды (кристаллы с криволинейной формой ). Как показали экспериментальные исследования и изучение природных образцов в большинстве случаев кристаллы в форме додекаэдроида возникают в результате растворения алмазов кимберлитовым расплавом. Кубоиды образуются в результате специфического волокнистого роста алмазов по нормальному механизму роста.
Алмаз Куллинан разбитый на 9 частей
Синтетические кристаллы, выращенные при высоких давлениях и температурах, часто имеют грани куба и это является одни их характерных отличий от природных кристаллов. При выращивании в метастабильных условиях алмаз легко кристаллизуется в виде пленок и шестоватых агрегатов.
Размеры кристаллов варьируют от микроскопических до очень крупных, масса самого крупного алмаза «Куллинан», найденного в 1905г. в Южной Африке 3106 карат (0,621кг).
На изучение огромного алмаза было потрачено несколько месяцев и в 1908 году он был расколот на 9 крупных частей.
Алмазы массой более 15 карат — редкость, а массой от сотни карат — уникальны и считаются раритетами. Такие камни очень редки и часто получают собственные имена, мировую известность и своё особое место в истории.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ
Хотя при нормальных условиях алмаз метастабилен, он в силу устойчивости своей кристаллической структуры может существовать неопределенно долго, не превращаясь в устойчивую модификацию углерода — графит. Алмазы, которые вынесены на поверхность кимберилитами или лампроитами кристаллизуется в мантии на глубине 200 км. и более при давлении более 4 Гпа и температуре 1000 — 1300° С. В некоторых меторождениях встречаются и более глубинные алмазы, вынесенные из переходной зоны или из нижней мантии. Наряду с этим, они выносятся к поверхности Земли в результате взрывных процессов, сопровождающих формирование кимберлитовых трубок, 15-20% которых содержит алмаз.
Алмазы встречаются также в метаморфических комплексах сверхвысоких давлений. Они ассоциируют с эклогитами и глубокометаморфизованными гранатовыми гнейсами. Мелкие алмазы в значительных количествах обнаружены в метеоритах. Они имеют очень древнее, досолнечное происхождение. Также они образуются в крупных астроблемах — гигантских метеоритных кратерах, где переплавленные породы содержат значительные количества мелкокристаллического алмаза. Известным месторождением такого типа является Попигайская астроблема на севере Сибири.
Алмазы редкий, но вместе с тем довольно широко распространённый минерал. Промышленные месторождения алмазов известны всех континентах, кроме Антарктиды. Известно несколько видов месторождений алмазов. Уже несколько тысяч лет алмазы добывались из россыпных месторождений. Только к концу XIX века, когда впервые были открыты алмазоносные кимберлитовая трубка, стало ясно, что алмазы не образуются в речных отложениях. Кроме этого алмазы были найдены в коровых породах в ассоциациях метаморфизма сверхвысоких давлений, например в Кокчетавском массиве в Казахстане.
И импактные, и метаморфические алмазы иногда образуют весьма масштабные месторождения, с большими запасами и высокой концентрацией. Но в этих типах месторождений алмазы настолько мелкие, что не имеют промышленной ценности. Промышленные месторождения алмазов связаны с кимберлитовыми и лампроитовыми трубками, приуроченными к древним кратонам. Основные месторождения этого типа известны в Африке, России, Австралии и Канаде.
ПРИМЕНЕНИЕ
Хорошие кристаллы подвергаются огранке и используются в ювелирном деле. Ювелирными считаются около 15% добываемых алмазов, еще 45% считаются околоювелирными, то есть уступают ювелирным по размеру, цвету или чистоте. В настоящее время общемировой объем добычи алмазов составляет порядка 130 миллионов карат в год.
Бриллиант (от франц. brillant — блестящий), — алмаз, которому посредством механической обработки (огранки) придана специальная форма, бриллиантовая огранка, максимально раскрывающая такие оптические свойства камня, как блеск и цветовая дисперсия.
Совсем мелкие алмазы и осколки, непригодные для огранки, идут в качестве абразива для изготовления алмазного инструмента, необходимого для обработки твёрдых материалов и огранки самих алмазов. Скрытокристаллическая разновидность алмаза чёрного или тёмно-серого цвета, образующая плотные или пористые агрегаты, носит название Карбонадо, обладает более высоким сопротивлением истиранию, чем у кристаллов алмаза и благодаря этому особенно ценится в промышленности.
Мелкие кристаллы также в больших количествах выращиваются искусственным путём. Синтетические алмазы получают из различных углеродсодержащих веществ, главным образом из графита, в спец. аппаратах при 1200-1600°С и давлениях 4,5-8,0 ГПа в присутствии Fe, Co, Сr, Мn или их сплавов. Они пригодны для использования только в технических целях.
Алмаз (англ. Diamond) — C
| Молекулярный вес | 12.01 г/моль |
| Происхождение названия | От греческого, adamas, что означает «непобедимый» или «твёрдый». |
| IMA статус | действителен, описан впервые до 1959 (до IMA) |
КЛАССИФИКАЦИЯ
| Strunz (8-ое издание) | 1/B.02-40 |
| Dana (7-ое издание) | 1.3.5.1 |
| Dana (8-ое издание) | 1.3.6.1 |
| Hey’s CIM Ref. | 1.24 |
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
| Цвет минерала | бесцветный, желтовато-коричневый переходящий в жёлтый, коричневый, чёрный, синий, зелёный или красный, розовый, коньячно-коричневый, голубой, сиреневый (очень редко) |
| Цвет черты | никакой |
| Прозрачность | прозрачный, полупрозрачный, непрозрачный |
| Блеск | алмазный, жирный |
| Спайность | совершенная по октаэдру |
| Твердость (шкала Мооса) | 10 |
| Излом | неровный |
| Прочность | хрупкий |
| Плотность (измеренная) | 3.5 — 3.53 g/cm3 |
| Радиоактивность (GRapi) | |
| Термические свойства | Высокая теплопроводность. На ощупь холодный, поэтому алмаз называют на сленге «лед» |
ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
| Тип | изотропный |
| Показатели преломления | nα = 2.418 |
| Максимальное двулучепреломление | δ = 2.418 — изотропный, не обладает двупреломлением |
| Оптический рельеф | умеренный |
| Дисперсия оптических осей | сильная |
| Плеохроизм | не плеохроирует |
| Люминесценция в ультрафиолетовом излучении | иногда синий или фосфоресцирующий |
КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
| Точечная группа | m3m (4/m 3 2/m) -гексоктаэдрический |
| Пространственная группа | Fm3m (F4/m 3 2/m) |
| Сингония | Кубическая |
| Двойникование | обычны двойники прорастания по шпинелевому закону |
mineralpro.ru
13.07.2016
Самый популярный и известный во всем мире минерал – алмаз. Невероятная красота, ослепительный блеск и редкость заставляют многих людей приобретать украшение с алмазом, несмотря на высокую цену. Минерал прочно вошел в историю всего земного шара, с ним связаны мистические легенды и безрассудные преступления, также алмаз присутствует во многих музеях. Статья поможет читателю разобраться в природном камне со всех сторон, с физической, химической и магической.
Происхождение алмаза
Именуется алмаз, благодаря переводу с арабского языка «твердый», является самым твердым минералом все всем мире. Камень использовался в виде украшений с давних времен и также имел финансовую подоплеку. Доподлинно неизвестно, где обнаружили первый объект алмаза, в связи с внешним видом минерала. Как бы ни был прекрасен обработанный руками мастеров алмаз, при добыче он выделяется как простой кристалл горной породы хрусталя в невзрачной форме. Все названия минерала ассоциируются и характеризуются его твердостью: алмас, адамас, диамонд. Само название «алмаз» пришло в общество, благодаря Афанасию Никитину, который издал в 1472 году сочинение «Хождение за три моря».
Где и как добываются
Месторождения алмазов встречаются в странах: Россия, Африка, Австралия и Канада. Первыми, кто начал добывать минералы, стали народы Индии, но к концу XIX века запасы были на исходе. Богатейшие залежи минералов были открыты в середине XVIII века на территории Бразилии.
Справка. Алмаз – чистый углерод, и его прямым собратом является графит. Для преобразования графита в алмаз нужны специальные условия: давление около 60 тысяч атмосфер и температура свыше 900 градусов. Такие условия происхождения существуют в коре земного шара на глубине свыше 80 км. На поверхность попадает, благодаря вулканической магме, формируя кимберлитовые трубки – тело, в котором образуется алмаз.
Минерал добывается не только в земле, также попадает на земную поверхность через метеориты. Процесс зарождения алмаза связан с условиями при столкновении неземных предметов с землей, и они имеют название импактиты. Добыча импактитов является недоходной, в связи с малыми размерами кристаллов. Для индустриальной добычи используют метод добычи залежей, которые находятся в земле.
В мире существуют две крупные компании по добыче алмазов. «De Beers» — США и «Алроса» — Россия, каждая из них добывает большое количество минералов от мирового оборота.
Свойства и основные характеристики
Каждый природный минерал образуется в определенных условиях и с конкретным составом характеристик. Далее подробно рассмотрим физические свойства алмаза, структуру и окраску для основной информации.
Физико-механические свойства
Минерал представляет собой аллотропный вид углерода, при природных условиях может существовать очень долго, но при повышении температуры структура меняется в графит. Карат – единица измерения алмаза. Отличительной чертой алмаза от других натуральных камней является его характерная твердость, по шкале Мооса имеет показатель 10 баллов. Особенность твердого алмаза – хрупкость минерала. К физическим свойствам относится диэлектрик, то есть самоцвет не проводит электрический ток. Расплавиться алмаз может только в случае температуры свыше 3700 градусов и при давлении 11 гигапаскалей. Если направить на алмаз струю кислорода, то минерал горит голубым пламенем при температуре свыше 700 градусов, и впоследствии превращаясь в углекислый газ. Плотность алмаза равна 3510 кг/м³.
Структура
Алмаз относится к виду кристаллографии – строение сингонии типа кубической формы. Внутренний образ структуры минерала представлен геометрической формой – сетки или решетки в количестве двух штук. Относится к группе пространственных кристаллических форм и имеет формулу Fd3m. В решетке, внутри кубической плоскости атомы располагаются вверху и в центре. Такая же структура существует у других минералов, например, кремний, преобразованное олово и прочие. Благодаря дефектам, алмаз принимает различные цветовые окраски.
Окраска
В мире, помимо традиционных прозрачных камней, существует 1% минералов с розовым, желтым, красным, черным, фиолетовым и голубым оттенком. Это очень редкие алмазы, их стоимость за 1 карат может превышать 1 миллион долларов:
- алмазы с преобладанием желтых или коричневых оттенков образуются за счет включения в состав железа;
- зеленая палитра минерала зависит от облучения;
- мутную или дымчатую структуру можно увидеть, если компонент алмаза составит примесь бора;
- черные тона кристалла получаются за счет включения в состав алмаза углеродных примесей;
- розовую или лиловую палитру получают за счет деформации структуры камня.
За счет признака высокого преломления алмаз получает свой невероятный блеск и сверкание.
При добыче алмаз непрезентабельного вида, редко можно увидеть тот самый яркий блеск, но с современными технологиям огранки в реалии человек получает бриллиант.
Химический состав
Алмаз – природный углерод. Особенность структуры дает прозрачный вид минерала. Природа редко создает идеальные камни, поэтому в большинстве присутствуют дефекты и примеси. В химический состав кристалла входят: азот, алюминий, бор, магний, кальций, железо, медь, барий и кремний. В компоненты алмаза могут входить: твердые, жидкие и газообразные включения.
Формула алмаза
Химическая формула алмаза проста — элемент C. Обусловлено это тем, что алмаз — это чистый углерод, и входящие в его состав примеси очень малы, менее 15%, и поэтому в формулу не включаются. Порядковый номер в таблице – 6.
Магические свойства
Важно! Как и все природные минералы, имеют магическое назначение. Алмаз – прозрачный камень, соответственно, дарует чистую ауру владельцу. Камень способен помочь и в любовных делах, и в карьере.
Все достоинства камня, которые приписывают люди с магическими силами:
- дает гарантию защиты от магического воздействия любой направленности;
- дарует смелость, уверенность в себе, твердость духа;
- защитит от вредных привычек;
- осчастливливает обладателя.
Алмаз с примесями зеленых оттенков дарует женщине здоровье и крепкие семейные узы.
При всех своих положительных свойствах минерал требователен к владельцу. Если у человека негативные мысли в сторону других людей, то камень не будет действовать, также это касается грешников. Алмаз, переданный по наследству, приобретает магическое воздействие на нового обладателя только через 10 лет постоянного ношения. По легенде, чтобы обрести магические свойства, алмаз должен быть подарен человеку, а не самостоятельно куплен. Ни в коем случае нельзя красть алмаз или украшение с ним, это навлечет на преступника несчастье и большие жизненные проблемы.
В любом случае, бриллиантовый алмаз – красивое украшение, которое подойдет любому человеку с чистой душой.
По зодиакальной системе, алмаз лучше выбрать Овну, Весам. Этим знакам камень дарует максимальные положительные качества в виде уверенности, смелости и решительности. Категорически нельзя носить камень Рыбам, так как не принесет никакого действия.
Водным знакам подойдут голубые алмазы, знакам стихии огня – красные оттенки минерала.
Лечебные свойства
Алмазы не только ценятся своей красотой и блеском, также имеют полезные и целительные свойства. В народной медицине самоцвет используется в качестве «цветотерапии». Заключается способ лечения цветом в направлении свечения от ультрафиолетовых лучей на человека, чем очищается организм от заболеваний.
Еще один метод лечения в литотерапии – опустить алмаз на несколько суток в воду и выпить ее. Получаемый концентрат тонизирует организм человека, убивая микробы и заставляя работать процессы организма в правильном русле.
Народные целители часто используют минерал в лечении, веря в природную мощь камня. Ниже перечислены патологии, при которых применяется алмазотерапия:
- астма;
- почечная недостаточность и камни в почках;
- ускоряет процесс обмена веществ;
- гепатит;
- бронхит;
- заболевания предстательной железы;
- патологии суставов;
- кожные заболевания.
Как отличить натуральный камень от подделки
Справка. Алмаз – дорогостоящий и красивый камень, соответственно, подделка происходит чаще, чем у других камней. Фианит – главная подделка, которая очень похожа на алмаз.
Существуют несколько способов определения подделки:
- 57 граней у природного минерала, у подделок – обычно меньше;
- у природного камня четкие грани, в отличие от скругленных в подделке;
- при помощи лупы можно увидеть в подделке удвоение граней, в настоящем такого не может быть;
- при направлении УФ лучей природный начинает светиться;
- при проведении маркером по камню можно увидеть прямую линию;
- алмаз не запотевает.
Использование алмаза
Справка. Алмаз широко используется в жизни человека. В ювелирном деле алмаз — бриллиант, украшения с ним очень ценятся. В промышленной сфере используют мелкие камешки или искусственно произведенные камни. Алмазная крошка позволяет наделить любой инструмент большой производительностью и высоким качеством резки. Это могут быть ножницы для резки по металлу, стеклу или материалы, используемые в шлифовке. Скорость работы и эффективность при использовании алмаза резко повышаются.
«Лучшие друзья девушек — это бриллианты…», действительно, текст из песни прекрасно описывает главное назначение алмаза. Минерал очень привлекательный, с особенным блеском и свечением привлекает к себе внимание. Украшения с ним невероятно утонченные и выглядят очень дорого. Лучший подарок для любого человека, который ценит качество драгоценных камней. К тому же камень обладает магическими и лечебными свойствами, подходит ко многим людям, но только с чистой и искренней душой. Ведь только алмаз обладает прозрачностью и большой твёрдостью. У минерала есть отличие в месторождении от других природных веществ. Алмаз добывают как внутри земли, так и «внеземные», которые образуются за счет метеоритов.