Какова структура алмаза и что из этого следует

Приветствуем наших читателей. Всем известно, что алмаз является самым твердым камнем на планете. Чем же обусловлено такое удивительное свойство? Да и некоторые другие параметры камня тоже. Одним из таких основополагающих качеств является структура алмаза.

Являясь аллотропной модификацией углерода, минерал демонстрирует совершенно другие качества. Благодаря этому вещество занимает столь прочные высокие позиции среди других материалов с точки зрения использования в разных сферах.

Начнем с того, что у углерода существует несколько кристаллических модификаций, а именно три. Две из них имеют естественное земное происхождение. Это алмаз (кубическая модификация) и графит (гексагональная). К третьей относится лонсдейлит – также гексагональная вариация, встречающаяся, правда, только в останках метеоритов либо выводимая искусственным образом.

Структура алмаза во всех подробностях

Кристаллизация алмаза происходит в сингонии, то есть в кубической системе. Это означает, что одинарная ячейка структуры каждого алмаза имеет форму идеального куба.

Как известно, кубическая система структуры является самой крепкой среди всех существующих. Этим объясняются многие качества алмаза.

Если рассуждать подробнее, то в каждой верхней точке такого кубика (вершине) располагается по одному-единственному атому. При этом в центре каждой грани минерала также есть атом, а еще четыре внутри самого куба. В итоге получается, что любой атом, располагающийся в центре любой грани, является общим для еще двух ячеек. С помощью простой математики также можно установить, что атом, располагающийся на вершине алмазного атома, является общим для суммарно восьми его ячеек.

Некоторые факты о структуре алмаза:

  1. Размер одной такой элементарной ячейки составляет порядка 0,36 нм. Самое короткое расстояние между соседними атомами 0,15 нм.
  2. Таким образом получается, что все атомы углерода так или иначе в алмазе расположены в центре самого настоящего тетраэдра. Четыре самых близких атома при этом расположены на вершинах этого тетраэдра. Все атомы связуются со своими самыми ближайшими соседями самой прочной ковалентной связью, о которой вам наверняка приходилось слышать на химии и физике.
  3. Кстати, угол между ранее упоминаемыми ковалентными связями составляет почти 110 градусов.
  4. В идеализированной модели кристалл твердого алмаза можно представить как одну огромную молекулу этого же вещества. Вообще кристаллы алмаза имеют формы куба, ромбододекаэдра, тетраэдра и октаэдра.
  5. У минерала есть множество разновидностей: карбонадо состоит из отдельных зерен, борт, характеризующийся многочисленными мелкими ограненными кристаллами и зернами неправильной формы, сросшихся друг с другом, а также баллас – радиально-лучистая разновидность камня.Структура алмаза, сравнение с карбонадо
  6. Природные алмазы в природе встречаются самых разных размеров: от почти микроскопических зерен до огромных камней в несколько тысяч карат (хотя последнее и большая редкость).
  7. Наибольшую роль в цвете и некоторых других характеристиках минерала играет азот. В основном он влияет на окраску, люминесценцию, взаимодействие с рентгеновскими лучами и некоторые другие свойства вещества. Во многом благодаря ему алмазы становятся то розовыми, то голубоватыми, то приобретают другие, не менее удивительные оттенки.
  8. Адамант устойчив практически ко всем видам кислот (даже к плавиковой, которая разъедает даже стекло). Высокая температура также не меняет этого факта.
  9. Чем выше температура окружающей среды, тем быстрее уменьшается теплопроводность камня (для сравнения: при 100 К коэффициент теплопроводности составляет 6 кДж/м*К, а при 400 К до 0,8).
  10. Поверхность минерала гидрофобна при условии чистоты камня (то есть воду он не впитывает).

Если вы хотите взглянуть на структуру минерала наглядно, а не представлять ее, то предлагаем взглянуть на короткий ролик, демонстрирующий структуру в виде объемной модели:

Получается, что атомы при таких условиях очень прочно соединены друг с другом, из чего вытекают свойства камня и его основные особенности, за которые он так ценим.

А мы прощаемся с вами и желаем вам самых удивительных открытий. Заходите на ресурс почаще и делитесь в соц. сетях полезными и интересными фактами. До свидания!

Команда ЛюбиКамни

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector