Diamantul - structura cristalina, proprietati, diamante artificiale

Diamantul

Diamantul, incolor si straveziu , cand este pur, cristalizeaza in sistemul cubic. Densitatea este 3,51 g/cm3. Indicele de refractie, neobisnuit de mare, da nastere jocului de lumina specific al acestei pietre pretioase. Diamantul este rau conductor de lumina si electricitate.

Diamantul este una dintre cele mai dure substante cunoscute si din aceasta cauza de neinlocuit pentru fabricarea de scule destinate a taia, gauri sau lustrui materiale foarte dure. El insusi nu poate fi lustruit decat cu propria sa pulbere. Pe de alta parte diamantul este casant. El poate fi pulverizat intr-un mojar de otel.

Din pacate exista foarte putine depozite de diamante pe Pamant, cele bogate fiind si mai putine. Unul dintre ele se afla in Africa de Sud si inca oferea pana la 90 % din productia mondiala de diamante. In Rusia s-a descoperit in Iakutia o regiune intinsa continand diamante si acum acestea se obtin la scara industriala.

Formarea diamantelor naturale necesita conditii extraordinare, si anume temperaturi si presiuni uriase. Diamantele s-au nascut in straturile mai adanci ale scoartei terestre. In anumite locuri straturile cu diamante se topesc si apoi ies la suprafata si ingheata, dar aceasta se intampla foarte rar.

Structura cristalina

Fiecare atom de carbon dezvolta 4 valente identice , dirijate uniform in spatiu dupa schema tetraedrica. Unghiul dintre 2 valente este de 109° 28'.Prin cele 4 valente ale sale, fiecare atom de carbon este legat covalent de alti 4 atomi C, formand astfel o retea tridimensionala infinita. Intreg cristalul constituie de fapt o singura molecula. Distantele interatomice sunt de 1, 54 Ĺ.

Proprietati

Structura cristalina a diamantului da socoteala de toate proprietatile acestei substante. Temperatura inalta de vaporizare, aproape 4000° si lipsa unei faze lichide se explica prin faptul ca, la trecerea din starea cristalina in starea de vapori trebuie rupte covalente. La temperatura inalta la care are loc vaporizarea, vaporii de carbon sunt compusi din atomi liberi.

In cristalul de diamant, atomii sunt mentinuti in pozitiile lor de echilibru prin forte mult mai puternice decat in metale sau in cristalele ionice.

Proprietatile optice ale diamantului sunt de asemenea in concordanta cu structura sa cristalina. Transparenta totala fata de lumina vizibila si ultravioleta dovedeste ca electronii legaturilor C-C din diamant nu pot fi excitati de frecventele acestor radiatii electromagnetice.

Diamantul este mult mai putin reactiv decat carbunele negru si chiar decat grafitul. El se aprinde, in oxigen molecular, doar la 800° C. Prin incalzire indelungata la 1500° , in absenta oxigenului, diamantul se transforma in grafit.

Diamante artificiale

Incercari numeroase de a fabrica diamante sintetice, efectuate timp de aproape un secol, au dat gres. Incepand din 1955 se fabrica industrial diamante sintetice, prin incalzirea grafitului la 3000° si 125000 atm. Viteza transformarii este marita prin mici adaosuri de Cr, Fe sau Pt.

Se obtin diamante negre, de 0,02-0,05 g, care se utilizeaza pentru scopuri industriale.