Molte delle saggezze popolari riflettono la proprietà di una delle pietre più belle della terra: "diamante d'acqua limpida", "duro come un diamante", "brillantezza del diamante", ecc. E una delle proprietà è la densità. Il diamante, il cui nome secondo una versione deriva dal greco antico "almas" - indistruttibile, è una pietra preziosa, ma è usata non solo in gioielleria. Scopriamo da cosa dipende la densità e che ruolo gioca nella "vita" di una pietra.
Un po' di storia
Ci sono molte leggende e credenze associate alla pietra straordinaria. E uno di questi - diamante porta fortuna al suo proprietario. Ma solo i vincitori nella vita possono possederlo. E le persone importanti che lo indossavano includono Napoleone Bonaparte, Giulio Cesare e l'imperatore del Sacro Romano Impero Luigi IV.
EuropaHo riconosciuto il diamante intorno al V-VI secolo aC. e., ma solo 550 anni fa ha ricevuto la sua incredibile popolarità. Dopotutto, è stato allora che hanno imparato a tagliarlo correttamente per massimizzare le proprietà di un diamante. E tutto per le sue incredibili proprietà: un'enorme forza, mentre la densità del diamante è di 3500 kg/m3. Quale altro minerale conosciuto può vantare le stesse caratteristiche?
Ma il fatto che molti considerino il diamante un minerale che non si può rompere ha portato alla perdita di pietre rare e belle. Ad esempio, nel 1476, durante la guerra tra il duca Carlo il Temerario (uno dei primi proprietari di diamanti con taglio simile al taglio brillante) e il re Luigi XI, i mercenari del re riuscirono a irrompere in una tenda che si trovava sul campo di battaglia. Sono stati colpiti dai piazzatori di diamanti che si trovano lì. Hanno deciso di controllare l'autenticità delle pietre con un martello e hanno trasformato in polvere un gran numero di pietre belle e costose.
I diamanti "amici delle ragazze" divennero solo a metà del XV secolo, grazie ad Agnes Sorel, favorita di Carlo VII. Ora conosci il nome di colui che ha reso "infelici" molti uomini.
Proprietà fisiche
È improbabile che una persona ignorante, con in mano un diamante, indovini che tipo di tesoro ha ottenuto. Un cristallo grezzo sembra molto semplice e poco appariscente. Sì, e molto spesso il minerale si trova in natura sotto forma di frammenti di forma irregolare. Bene, trasparente, bene, con un'elevata rifrazione della luce, che varia da 2.417 a 2.419. Cosa ha di speciale?Solo un campione di forma ottaedrica (due piramidi sono interconnesse da una base) può attirare l'attenzione del profano con i giochi di luce sui loro volti. È l'elevata rifrazione della luce che determina ciò che in seguito chiamiamo brillantezza brillante, non c'è birifrangenza. Con l'esposizione prolungata al sole, la maggior parte delle pietre inizia a brillare al buio.
Il diamante è anche noto per la sua incredibile durezza: 10 su 10 sulla scala di Mohs. In altre parole, il minerale più duro conosciuto sulla terra. Ma qual è la densità di un diamante, puoi trovarla facilmente nel libro di riferimento. Ma prima di guardare, proviamo a indovinare cosa dovrebbe essere? In base alla sua durezza - piuttosto alta. Ma anche qui il diamante mostra il suo paradosso.
L'elevata durezza è dovuta alla speciale struttura del reticolo cristallino cubico, dove ogni angolo è un atomo di carbonio. Un altro atomo viene posizionato al centro della faccia e 4 atomi ciascuno all'interno del cubo. Pertanto, quegli atomi che si trovano al centro della faccia sono comuni a due celle vicine e quelli ai vertici sono comuni a otto. Questo modo di impacchettare un atomo è il più denso.
Il cristallo si spacca con la formazione di paralleli lisci (la cosiddetta scissione perfetta). La frattura in questo caso varia da concoidale a scheggia (ovviamente non per clivaggio).
Guardando nel libro di riferimento: la densità media di un diamante è di 3500 kg/m3. Può variare da 3,47 a 4,55 grammi per centimetro cubo. Non tanto per un minerale così duro. Secondo Razivalla durezza di macinazione è 140000, 0.
Colori
Un' altra proprietà fisica che vorrei menzionare è il colore della pietra. E la colorazione ha un effetto significativo sulla densità di un diamante. I più comuni sono incolori o giallastri, con una sfumatura bluastra o marrone. I cristalli colorati sono molto meno comuni in natura, ma le variazioni di colore sono molto diverse: rosa e rosso, arancio e giallo brillante, verde e blu, viola e cognac, ciliegia, grigio e persino nero. Un altro nome per i diamanti colorati è fantasia. Sebbene le più costose fossero e rimangano trasparenti, incolori o con una sfumatura bluastra, la domanda di pietre di tonalità rare è in aumento, il che significa che anche il loro prezzo è in aumento.
Inoltre, siamo abituati al fatto che i diamanti sono trasparenti, ma ce ne sono anche di opachi. Il colore e la trasparenza dipendono direttamente dalla composizione chimica dei cristalli. È stata notata anche un' altra regolarità: più scura, minore è la densità del diamante (g/cm3).
Composizione chimica e proprietà
Come già accennato, il minerale contiene il 96,0–99,8% di carbonio, i cui atomi sono interconnessi in un reticolo cubico. Inoltre, nel cristallo si trovano anche altre sostanze chimiche: ossigeno, azoto, boro e silicio, alluminio e manganese, ferro e rame, titanio e zinco, nichel, ecc. Le inclusioni di olivite e cromite, grafite e piropo, enstatina e altri sono possibile.
Abbastanza spesso si possono trovare cristalli con acqua e acido carbonico, anidride carbonica e altre sostanze in gascondizione. Molto spesso, le impurità si trovano più vicino alla periferia del cristallo.
Per quanto riguarda le proprietà chimiche, il diamante è molto resistente agli acidi e agli alcali, non viene bagnato dall'acqua, ma si ricopre facilmente di una pellicola grassa, anche da un normale tocco con le mani. Questa proprietà viene utilizzata per determinare la vera pietra. Il minerale rimane chimicamente inerte fino a quando non viene esposto a temperature elevate.
Il diamante brucia a 850 °C, producendo anidride carbonica. E quando riscaldato senza accesso all'aria a più di 1000 ° C, si trasforma in una modifica allotropica: la grafite.
Cos' altro determina il costo?
La gamma di prezzi dei diamanti è molto ampia e il costo dipende da molte caratteristiche. Ma in ogni caso il prezzo per un carato (0,2 g) è sempre indicato:
Cut: il più apprezzato di questi è 57 sfaccettature, o è anche chiamato il taglio Tolkovsky. Per piccoli diamanti - 17 e 33. Il resto dei tagli è considerato fantasia e il prezzo è molto più basso. Ma ancora, elenchiamo altri tipi di tagli: Baryon, Quadrillion, Princess, Marquis, Rose, Briolette, Pear, Oval, Heart, Usher, Emerald", "Radiant", "Triliant"
- Trasparenza: se la trasparenza è perfetta in un diamante, non ci sono crepe, comprese le microinclusioni, allora il prezzoaumenta istantaneamente di un ordine di grandezza, o anche di più.
- Dimensione della pietra: qui non stiamo parlando di carati, quindi un diamante del diametro di un carato può essere di 6,5 mm, e se anche gli altri indicatori sono alti, allora il costo può essere di 10-12 mila dollari per carato.
- Colore. Tutto dipende dalle tendenze della moda e dai capricci del cliente. Ma i più pregiati sono ancora considerati incolori e con una sfumatura bluastra.
Applicazione
Dopo aver studiato le proprietà di un diamante, possiamo tranquillamente affermare: la pietra è semplicemente unica. Ma non solo in gioielleria ora viene utilizzato. La scienza e l'industria prendono parte alle riserve di pietra del mondo per i propri bisogni. Usano solo pietre piccole o difettose.
Quali proprietà sono apprezzate dalla scienza e dall'industria:
- alta conducibilità termica;
- durezza;
- trasparenza (capacità di trasmettere raggi UV e IR);
- struttura del cristallo (può essere un conduttore, un isolante). Può resistere ad alta tensione, sbalzi di temperatura improvvisi.
La medicina non si è fatta da parte, usando i diamanti in chirurgia. Ora vengono prodotti bisturi, la cui lama è diamantata. L'affilatura di tali lame rende i tagli ultra sottili. Nei dispositivi laser, le ferite vengono cauterizzate con l'aiuto di diamanti. Le finestre diamantate vengono installate in laboratori con sostanze chimiche pericolose.
Gli strumenti di costruzione e riparazione per uso domestico e professionale - seghe, coltelli per metallo, frese e tagliavetro, mole e molto altro - sono rivestiti con grana diamantata per aumentarne la durata. Tunnelvengono posati con la cosiddetta macchina tunnellizzante. I suoi coltelli sono ricoperti da uno strato di grana diamantata.
Nel curriculum scolastico
Una caratteristica come la densità di un diamante si trova anche nel curriculum scolastico. Lo studiano in una materia come la fisica, nella sezione "Fondamenti di teoria cinetica molecolare" nel decimo anno. E il problema è risolto. Suona così per intero:
C'è un diamante la cui densità in kg/m3 è 3500. Quale volume occuperanno gli atomi di materia nella quantità di 1022? (Il libro dei problemi di Myakishev). Si scopre che le proprietà dei diamanti vengono studiate a scuola. E non solo in questo libro di problemi ci sono problemi simili. È anche possibile scrivere una condizione come questa:
La densità del diamante è 3500. Quanto volume occuperanno 1022 delle sue molecole?
Notizie spaziali
Fino a poco tempo, tutti erano sicuri che il diamante più grande fosse la "Stella d'Africa". La sua massa è di 3106 carati. Quanto, penserebbero tutti, ma gli astronomi hanno trovato un piccolo diamante nella costellazione del Serpente, la cui massa è di 1031 carati! Questo è un vero gigante. Certo, nessuno l'ha tenuto tra le mani, ma gli scienziati sono sicuri che questa nana bianca sia completamente composta da carbonio cristallino superdenso. Ecco un diamante con un diametro di 55.000 km di diametro.
