Mange av folkevisdommene gjenspeiler egenskapen til en av de vakreste steinene på jorden: "klartvannsdiamant", "hard som en diamant", "diamantglans" osv. Og en av egenskapene er tetthet. Diamant, hvis navn ifølge en versjon kommer fra den gamle greske "almas" - uforgjengelig, er en edelstein, men den brukes ikke bare i smykker. La oss finne ut hva tetthet avhenger av og hvilken rolle den spiller i "livet" til en stein.
Litt av historien
Det er mange legender og tro knyttet til den fantastiske steinen. Og en av dem - diamant bringer lykke til eieren. Men bare vinnere i livet kan eie det. Og bemerkelsesverdige personer som bar den inkluderer Napoleon Bonaparte, Julius Caesar og den hellige romerske keiseren Ludvig IV.
EuropaJeg kjente igjen diamanten rundt det 5.-6. århundre f. Kr. e., men for bare 550 år siden fikk han sin utrolige popularitet. Tross alt var det da de lærte hvordan de skulle kutte den riktig for å maksimere egenskapene til en diamant. Og alt på grunn av dens utrolige egenskaper - enorm styrke, mens tettheten til diamant er 3500 kg/m3. Hvilket annet kjent mineral kan skilte med de samme egenskapene?
Men det faktum at mange anser diamanten som et mineral som ikke kan knuses, har ført til tap av sjeldne og vakre steiner. For eksempel, i 1476, under krigen mellom hertug Karl den dristige (en av de første eierne av slipte diamanter som ligner briljantslipte) og kong Louis XI, klarte kongens leiesoldater å bryte seg inn i et telt som sto på slagmarken. De ble truffet av diamantplasseringene som lå der. De bestemte seg for å sjekke ektheten til steinene med en hammer, og de gjorde et stort antall dyre og vakre steiner til støv.
«Jentevenner»-diamanter ble først på midten av det femtende århundre, takket være Agnes Sorel, favoritten til Karl den syvende. Nå vet du navnet på den som gjorde mange menn "ulykkelige".
Fysiske egenskaper
En uvitende person som holder en diamant i hendene, vil neppe gjette hva slags skatt han har. En rå krystall ser veldig enkel og lite iøynefallende ut. Ja, og oftest finnes mineralet i naturen i form av fragmenter av uregelmessig form. Vel, gjennomsiktig, vel, med høy lysbrytning, som varierer fra 2.417 til 2.419. Hva er spesielt med det?Bare et utvalg av en oktaedrisk form (to pyramider er forbundet med en base) kan tiltrekke seg oppmerksomheten til lekmannen ved lysspillet i ansiktene deres. Det er den høye lysbrytningen som bestemmer det vi senere kaller briljant, det er ingen dobbeltbrytning. Ved langvarig eksponering for solen begynner de fleste steiner å lyse i mørket.
Diamant er også kjent for sin utrolige hardhet - 10 av 10 på Mohs-skalaen. Med andre ord, det hardeste mineralet som er kjent på jorden. Men hva er tettheten til en diamant, du kan enkelt finne den i oppslagsboken. Men før vi ser, prøv å gjette hva det burde være? Basert på hardheten - ganske høy. Men også her viser diamanten sitt paradoks.
Høy hardhet skyldes den spesielle strukturen til det kubiske krystallgitteret, der hvert hjørne er et karbonatom. Et atom til er plassert i midten av ansiktet, og 4 atomer hver inne i kuben. Dermed er de atomene som er plassert i midten av ansiktet felles for to naboceller, og de ved hjørnene er felles for åtte. Denne måten å pakke et atom på er den tetteste.
Krystallen deler seg med dannelse av glatte paralleller (den såk alte perfekte sp altningen). Bruddet i dette tilfellet varierer fra konkoidal til splinterformet (selvfølgelig ikke ved sp altning).
Ser i oppslagsboken: gjennomsnittlig tetthet av diamant er 3500 kg/m3. Det kan variere fra 3,47 til 4,55 gram per kubikkcentimeter. Ikke så mye for et så hardt mineral. Ifølge Razivalslipehardheten er 140 000, 0,
Farger
En annen fysisk egenskap som jeg vil nevne er fargen på steinen. Og farge har en betydelig effekt på tettheten til en diamant. De vanligste er fargeløse eller gulaktige, med en blåaktig eller brun fargetone. Fargede krystaller er mye mindre vanlige i naturen, men fargevariasjonene er svært forskjellige: rosa og rød, oransje og lys gul, grønn og blå, lilla og cognac, kirsebær, grå og til og med svart. Et annet navn for fargede diamanter er fancy. Selv om de dyreste var og forblir gjennomsiktige fargeløse eller med en blåaktig fargetone, vokser etterspørselen etter steiner av sjeldne nyanser, noe som betyr at prisen deres også stiger.
Dessuten er vi vant til at diamanter er gjennomsiktige, men det finnes også ugjennomsiktige. Farge og gjennomsiktighet avhenger direkte av den kjemiske sammensetningen til krystallene. En annen regularitet ble også lagt merke til: jo mørkere, desto lavere diamanttetthet (g/cm3).
Kjemisk sammensetning og egenskaper
Som allerede nevnt er mineralet 96,0–99,8 % karbon, hvis atomer er sammenkoblet i et kubisk gitter. I tillegg finnes også andre kjemikalier i krystallen - oksygen, nitrogen, bor og silisium, aluminium og mangan, jern og kobber, titan og sink, nikkel osv. Inneslutninger av olivitt og kromitt, grafitt og pyrope, enstatin og andre er mulig.
Ganske ofte kan du finne krystaller med vann og karbonsyre, karbondioksid og andre stoffer i gassformtilstand. Oftest er urenheter lokalisert nærmere krystallens periferi.
Når det gjelder de kjemiske egenskapene, er diamanten svært motstandsdyktig mot syrer og alkalier, den blir ikke fuktet av vann, men den dekkes lett med en fettfilm, selv ved normal berøring med hendene. Denne egenskapen brukes til å bestemme den virkelige steinen. Mineralet forblir kjemisk inert til det utsettes for høye temperaturer.
Diamant brenner ved 850 °C og produserer karbondioksid. Og når den varmes opp uten lufttilgang til mer enn 1000 °C, blir den til en allotrop modifikasjon - grafitt.
Hva annet bestemmer kostnadene?
Utvalget av priser for diamanter er veldig bredt, og kostnadene avhenger av mange egenskaper. Men uansett er prisen for én karat (0,2 g) alltid angitt:
Cut: den mest verdsatte av disse er 57 fasetter, eller den kalles også Tolkovsky-snittet. For små diamanter - 17 og 33. Resten av kuttene anses som fancy, og prisen er mye lavere. Men likevel lister vi opp andre typer kutt: Baryon, Quadrillion, Princess, Marquis, Rose, Briolette, Pear, Oval, Heart, Usher, Emerald ", "Radiant", "Triliant"
- Transparency: hvis gjennomsiktigheten er perfekt i en diamant, er det ingen sprekker, inkludert mikroinneslutninger, så prisenøker øyeblikkelig med en størrelsesorden, eller enda mer.
- Størrelse på steinen: vi snakker ikke om karat her, så en diamant som veier en karat i diameter kan være 6,5 mm, og hvis de andre indikatorene også er høye, kan kostnaden være 10-12 tusen dollar per karat.
- Farge. Alt avhenger av motetrender og kundens innfall. Men de mest verdifulle anses fortsatt som fargeløse og med en blåaktig fargetone.
Application
Etter å ha studert egenskapene til en diamant, kan vi trygt si: steinen er rett og slett unik. Men ikke bare i smykker brukes den nå. Vitenskap og industri tar en del av verdens steinreserver til egne behov. De bruker bare små eller defekte steiner.
Hvilke eiendommer verdsettes av vitenskap og industri:
- høy termisk ledningsevne;
- hardness;
- transparency (evne til å overføre UV- og IR-stråler);
- strukturen til krystallen (kan være en leder, en isolator). Den tåler høy spenning, plutselige temperaturendringer.
Medisin sto ikke til side ved bruk av diamanter i kirurgi. Det produseres nå skalpeller, hvor bladet er diamant. Slipingen av slike blad gjør kuttene ultratynne. I laserapparater blir sår kauterisert ved hjelp av diamanter. Diamantvinduer blir installert i laboratorier med farlige kjemikalier.
Bygge- og reparasjonsverktøy for både husholdnings- og yrkesformål - sager, metallkniver, freser og glasskuttere, slipeskiver og mye mer - er belagt med diamantkorn for å øke levetiden. Tunnelerlegges ved hjelp av såk alt tunnelmaskin. Knivene hans er dekket med et lag med diamantkorn.
I skolens læreplan
En slik egenskap som tettheten til en diamant finnes selv i skolens læreplan. De studerer det i et slikt emne som fysikk, i delen "Fundamentals of Molecular Kinetic Theory" i 10. klasse. Og problemet er løst. Det høres slik ut i sin helhet:
Det er en diamant hvis tetthet i kg/m3 er 3500. Hvilket volum vil stoffets atomer oppta i mengden 1022? (Myakishevs problembok). Det viser seg at egenskapene til diamanter studeres på skolen. Og ikke bare i denne problemboken er det lignende problemer. Det er også mulig å skrive en betingelse som denne:
Diamantens tetthet er 3500. Hvor mye volum vil 1022 av molekylene oppta?
Space News
Inntil nylig var alle sikre på at den største diamanten er "Star of Africa". Massen er 3106 karat. Hvor mye, ville alle tro, men astronomer fant en liten diamant i stjernebildet Serpens, hvis masse er 1031 karat! Dette er en ekte gigant. Selvfølgelig holdt ingen den i hendene, men forskere er sikre på at denne hvite dvergen er fullstendig sammensatt av supertett krystallinsk karbon. Her er en diamant med en diameter på 55 000 km i diameter.
