Характеристика строения алмаза

Оглавление:

Любителям драгоценных камней весьма интересна тема про строение алмаза, описание его и основные физические, механические и химические свойства. Этот красивый камень по своей химической структуре относится к неметаллам и имеет кристаллическую структуру. Говоря языком химиков, адамант - это кубическая аллотропная форма углерода. В ювелирном искусстве эта форма углерода считается самым дорогим из драгоценных камней, и украшения с адамантом стоят очень дорого. Это связано с тем, что блеск кристаллов этого вещества невозможно сравнить ни с чем. И к тому же он не тускнеет и не царапается. То есть полированная поверхность кристаллов в украшениях всегда радует глаз.

Обработанный алмаз

Как ни парадоксально звучит, но адамант и графит имеют одинаковое строение. И эти два таких диаметрально противоположных вещества имеют одну природу. Дело в том, что и диамант, и графит образованы атомами углерода. Рассмотрим подробнее строение и свойства бриллианта.

Строение алмаза и его характеристика

По структуре кристалл алмаза имеет форму тетраэдра, и при этом атомы углерода располагаются в центре. Вершинами в таком тетраэдре служат самые близкорасположенные атомы углерода. Получается очень стабильная атомарная связь в самой структуре кристалла, и этим объясняется повышенная прочность вещества. Между собой атомы, из которых состоит элементарная ячейка, связаны ковалентной связью. Этой особенностью объясняется высокая плотность алмаза.

Строение алмаза и его характеристикаВ целом кристалл алмаза можно представить как молекулу гигантских размеров. Напомним, что молярная масса этого кристалла равна 12. Форма кристалла не связана с количеством граней у ювелирного камня. Грани алмаза появляются при его обработке.

По химической структуре алмаз является чистым углеродом. Но в его состав все же входят и примеси. Проведенный химический анализ позволил определить наличие некоторого количества других веществ. К примесям относятся такие вещества, как:

  • азот;
  • магний;
  • алюминий;
  • кремний.

И еще много других химических элементов таблицы Менделеева. Причем многие из элементов представляют собой изоморфные включения. Но люди используют алмазы не только для изготовления ювелирных украшений. Широкое применение получил этот кристалл в технике. И все это благодаря своим уникальным свойствам и высочайшей прочности.

Представленное видео хорошо показывает кристаллическую структуру бриллианта.

Физические свойства алмаза

Алмаз - это самое твердое вещество, которое встречается в природе.

Одна из разновидностей адаманта - корунд - имеет сходное строение, но боле низкую твердость (твердость корунда ниже, чем у адаманта в 150 раз).Стоит упомянуть, что твердость веществ определяется по шкале Мооса. По этому ранжиру алмазу присваивается самый высокий показатель твердости - 10.

Свойства алмазов по сравнению с графитомСтало быть, его можно использовать для обработки металлов, в том числе и высокопрочных, и твердых минералов, таких как берилл, гранат, сапфир и другие. Алмазный инструмент очень устойчив к истиранию. Твердость и плотность алмаза выше, чем у кварца и корунда.

Но при всей твердости у диаманта высокая хрупкость. И даже выраженная в высокой степени плотность не снижает вероятность раскола при падении. Ведь чистый кристаллический углерод, каким и является диамант, имеет многослойную структуру. И при резких ударах о твердую поверхность возможен его раскол в тех местах структуры, где связь между атомами весьма слабая. Именно в местах спайности атомов и происходит раскол.

И при всей износоустойчивости и долговечности этого вещества его нужно уберегать от падений на твердую поверхность. У этой разновидности углерода и самая высокая теплопроводность среди всех твердых тел. Теплопроводность алмаза составляет от 20 до 24 Вт/см. Также нужно сказать, что диамант является диэлектриком. Это объясняется особенностями атомарных связей в кристалле этого вещества.

Температура горения диаманта в кислороде составляет 800°С. Эта разновидность углерода горит красивым голубым пламенем. А вот при температуре 2000°С и при отсутствии кислорода этот красивый минерал превращается в графит. Показатели температуры плавления у алмаза равняются 3700-4000°С.

Самое основное и ценное свойство бриллианта - это его показатель преломления и высокая степень дисперсии. Блеск диамантов зависит от этих характеристик и является отличительным признаком этого драгоценного минерала. Вес бриллиантов измеряется в каратах. При этом вес одного карата алмаза равен примерно 0,2 грамма. Для определения этой величины у ювелиров существуют необходимые таблицы и сведения.

Table of contents:

Lovers of precious stones is very interesting topic about the structure of the diamond, and a description of its basic physical, mechanical and chemical properties. This beautiful stone belongs to the non-metals, and has a crystal structure in its chemical structure. In the language of chemists, adamant - a cubic allotropic form of carbon. In jewelery, this form of carbon is considered to be the most expensive of gems and jewelry with Adamant are very expensive. This is due to the fact that the shine of crystals of this substance can not be compared with anything. And besides, it does not tarnish and does not scratch. That is, the polished surface of the crystals in the jewelry is always pleasing to the eye.

treated diamond

Paradoxically, but adamant and graphite have the same structure. These two diametrically opposed such substances have the same nature. The fact that diamond and graphite carbon atoms are formed. Let us consider the structure and properties of diamond.

The structure of the diamond and its characteristics

According to the structure of the diamond crystal has the shape of a tetrahedron, and wherein the carbon atoms are located in the center. The vertices in a tetrahedron are the most closely spaced carbon atoms. It turns out very stable atomic bond in the structure of the crystal, and this is due to the increased strength of the material. Between themselves the atoms that make up the unit cell, linked by a covalent bond. This feature is due to the high density of the diamond.

The structure of the diamond and its characteristicsIn general, the diamond crystal can be represented as a gigantic molecule. Recall that the molar mass of the crystal is equal to 12. The shape of the crystal is not related to the number of faces in a jewelry stone. Facets diamond appear during processing.

By chemically pure diamond is carbon. But its structure and still includes impurities. Chemical analysis allowed us to determine the presence of a number of other substances. By contaminants include substances such as:

  • nitrogen;
  • magnesium;
  • aluminum;
  • silicon.

And many more of the periodic table of chemical elements. Moreover, many of the elements are inclusions isomorphic. But people use diamonds, not only for the manufacture of jewelry. Widespread use of this crystal was in the technique. And all this thanks to its unique properties and superior strength.

Submitted video clearly shows the crystal structure of the diamond.

The physical properties of diamond

Diamond - is the solid that is found in nature.

One variety adamant - corundum - has a similar structure, but low hardness bole (corundum hardness lower than 150 times adamant) .Stoit mention that the hardness of the substances is determined on the Mohs scale. In this order of size diamond is assigned the highest rate of hardness - 10.

Properties of diamond compared with graphiteTherefore, it can be used for processing metals, including high strength, and hard minerals such as beryl, garnet, sapphire and others. Diamond tools are very resistant to abrasion. Hardness and density of the diamond is higher than that of quartz and corundum.

But in spite of the hardness of diamond in high brittleness. Even expressed highly reduces the probability density is not split during the fall. For pure crystalline carbon, and how is the diamond, it has a multilayer structure. And with a sharp blow against a hard surface it is possible to split the field structure, where the bond between the atoms is very weak. It places the cleavage of atoms, and there is a split.

And with all the durability and longevity of this material it is necessary to safeguard against drops onto a hard surface. In this carbon species and the highest thermal conductivity of any solid. The thermal conductivity of diamond is 20 to 24 W / cm. You also need to say that the diamond is an insulator. This is due to the peculiarities of the atomic bonds in the crystal of this substance.

Diamond oxygen combustion temperature is 800 ? C. This kind of carbon burns beautiful blue flame. But at a temperature of 2000 ? C and in the absence of oxygen this beautiful mineral is converted into graphite. the melting point of diamond indices are equal to 3700-4000 ? C.

The most basic and valuable property of diamond - is its refractive index and high dispersion. Diamonds Shine depends on these characteristics and is the hallmark of this precious mineral. The weight of diamonds is measured in carats. The weight of one carat diamond is about 0.2 grams. To determine this value, there are jewelers necessary tables and data.

Зміст:

Любителям дорогоцінних каменів вельми цікава тема про будову алмазу, опис його і основні фізичні, механічні та хімічні властивості. Цей красивий камінь за своєю хімічною структурою відноситься до неметалів і має кристалічну структуру. Якщо говорити мовою хіміків, адамант - це кубічна аллотропная форма вуглецю. У ювелірному мистецтві ця форма вуглецю вважається найдорожчим з дорогоцінних каменів, і прикраси з Адамант стоять дуже дорого. Це пов'язано з тим, що блиск кристалів цієї речовини неможливо порівняти ні з чим. І до того ж він не тьмяніє і не дряпається. Тобто полірована поверхня кристалів в прикрасах завжди радує око.

оброблений алмаз

Як ні парадоксально звучить, але адамант і графіт мають однакову будову. І ці два таких діаметрально протилежних речовини мають одну природу. Справа в тому, що і діамант, і графіт утворені атомами вуглецю. Розглянемо докладніше будова і властивості діаманта.

Будова алмазу і його характеристика

За структурою кристал алмазу має форму тетраедра, і при цьому атоми вуглецю розташовуються в центрі. Вершинами в такому тетраедра служать самі близько розташованих атоми вуглецю. Виходить дуже стабільна атомарна зв'язок в самій структурі кристала, і цим пояснюється підвищена міцність речовини. Між собою атоми, з яких складається елементарний осередок, пов'язані ковалентним зв'язком. Цією особливістю пояснюється висока щільність алмаза.

Будова алмазу і його характеристикаВ цілому кристал алмаза можна уявити як молекулу гігантських розмірів. Нагадаємо, що молярна маса цього кристала дорівнює 12. Форма кристала не пов'язана з кількістю граней у ювелірного каменю. Грані алмазу з'являються при його обробці.

За хімічною структурою алмаз є чистим вуглецем. Але в його склад все ж входять і домішки. Проведений хімічний аналіз дозволив визначити наявність певної кількості інших речовин. До домішок відносяться такі речовини, як:

  • азот;
  • магній;
  • алюміній;
  • кремній.

І ще багато інших хімічних елементів таблиці Менделєєва. Причому багато з елементів є ізоморфні включення. Але люди використовують алмази не тільки для виготовлення ювелірних прикрас. Широке застосування отримав цей кристал в техніці. І все це завдяки своїм унікальним властивостям і високої міцності.

Представлене відео добре показує кристалічну структуру діаманта.

Фізичні властивості алмазу

Алмаз - це найтвердіша речовина, яке зустрічається в природі.

Одна з різновидів адамант - корунд - має схожу будову, але більш низьку твердість (твердість корунду нижче, ніж у адамант в 150 разів) Варто згадати, що твердість речовин визначається за шкалою Мооса. З цього ранжиру алмазу присвоюється найвищий показник твердості - 10.

Властивості алмазів в порівнянні з графітомСтало бути, його можна використовувати для обробки металів, в тому числі і високоміцних, і твердих мінералів, таких як берил, гранат, сапфір і інші. Алмазний інструмент дуже стійкий до стирання. Твердість і щільність алмаза вище, ніж у кварцу і корунду.

Але при всій твердості у Діамант висока крихкість. І навіть виражена в високого ступеня щільність не знижує ймовірність розколу при падінні. Адже чистий кристалічний вуглець, яким і є діамант, має багатошарову структуру. І при різких ударах об тверду поверхню можливий його розкол в тих місцях структури, де зв'язок між атомами дуже слабка. Саме в місцях спайности атомів і відбувається розкол.

І при всій зносостійкості і довговічності цієї речовини його потрібно берегти від падінь на тверду поверхню. У цьому різновиді вуглецю і найвища теплопровідність серед всіх твердих тіл. Теплопровідність алмазу становить від 20 до 24 Вт / см. Також потрібно сказати, що домінують є діелектриком. Це пояснюється особливостями атомарних зв'язків в кристалі цієї речовини.

Температура горіння Діамант в кисні становить 800 ° С. Цей різновид вуглецю горить красивим блакитним полум'ям. А ось при температурі 2000 ° С і при відсутності кисню цей красивий мінерал перетворюється в графіт. Показники температури плавлення у алмазу дорівнюють 3700-4000 ° С.

Найголовніше і найцінніше властивість діаманта - це його показник заломлення і високий ступінь дисперсії. Блиск діамантів залежить від цих характеристик і є характерною ознакою цього дорогоцінного мінералу. Вага діамантів вимірюється в каратах. При цьому вага одного карата алмаза дорівнює приблизно 0,2 грама. Для визначення цієї величини у ювелірів існують необхідні таблиці і відомості.


» » » Характеристика строения алмаза