Алмаз по праву можно называть королем среди минералов. При его описании можно использовать только эпитет «самый», и не только в эстетических описаниях, но и в технических. Конечно, основную известность этот минерал получил благодаря своей ювелирной ценности, но процент из всех добытых камней из недр земли совсем невелик, порядка 10%. Остальные же камни используются практически во всех сферах промышленного производства. Можно с уверенностью сказать, что большинство людей на планете использовала инструменты либо приспособления, содержащие в себе алмазы.
Физические и химические свойства
Алмаз в своем составе содержит всего один элемент таблицы Менделеева – углерод, поэтому камень имеет простейшую химическую формулу: С. Стоит отметить, что полностью из углерода на земле представлен еще один материал – непрозрачный графит, он имеет такую же, как и алмаз формулу.
Самым твердым минералом считается алмаз. Согласно шкале Мооса 10 балов, и это является пределом шкалы твердости. Если сравнивать твердость, то алмаз в 1000 раз превышает показатели кварца. Стоит отметить что шкала Мооса создавалась на основе твердости алмаза. Нанести царапины на поверхность камня можно только используя второй. Но, есть у него и слабые стороны, его можно разбить, так как имеет достаточно большую степень раскалывания. Вот только раскалывается кристалл по строго определенным плоскостям.
Кристаллы различаются по своему строению:
октаэдр – самая распространенная в мире форма, он имеет 8 правильных треугольных грани;- ромбододекаэдр – имеет 12 ромбовидных граней;
- кубической формы – встречаются довольно редко;
- округлые алмазы – наиболее редкая форма.
Изначально алмаз считался как разновидность кварца, пока не выявили принадлежность минерала к горючим телам. Как ни парадоксально, но камень не выдерживает пропущенные через линзу лучи солнца, он попросту сгорает. Данное открытие впервые было обнаружено французом Лавуазье, он доказал что камень горит и выделяет углекислоту. Он первым представил химическую формулу алмаза. Это был настоящий фурор в науке конца XVIII века, никто себе и представить не мог что столь драгоценный камень собрат графита и угля. Именно он представил миру, что такое алмаз на самом деле.
Плотность алмаза не рекордна и составляет порядка 3,5 гр/см3, что тоже много. Например, у кварца показатель плотности равен 2,6 гр/см3, а у серебра 10,5 гр/см3. В химическом составе камня доля примесей составляет менее 1%, наиболее часто встречаются: железо, азот, кремний, водород, титан, кислород, марганец. Именно эти примеси непосредственно влияют на цвет кристалла.
Состав и строение кристалла позволяют ему быть устойчивым к воздействию щелочных и кислотных сред. Он не растворим даже в высококонцентрированной кислоте. Эта феноменальная особенность позволяет ему сохранять свою форму на протяжении миллионов лет. Однако есть и слабые стороны у бриллианта, он бессилен перед составами, в которых имеется сода и селитра (калиевая либо натриевая). Данная смесь просто сожжет минерал без остатка.
Еще одно интересное свойство алмаза это его гидрофобность. Он полностью отталкивает от себя воду, но в то же время прилипает к жиру. Это его особенность и стала способом поиска самоцветов в руде.
Термические характеристики
Температура плавления камня составляет порядка 4000°С. Но в среде с повышенным содержание кислорода температура горения составляет уже 800°С. Стоит отметить, поместив кристалл в бескислородную среду и нагреть его до температуры 2000–3000°С, он превращается в обычный графит.
У кристалла уникальная теплопроводность, именно эта характеристика вкупе с его твердостью обозначила его применение в различных деталях и инструментах в обработке различных материалов. Излишки тепла, возникающие во время работы, быстро отводятся, делая процесс работы более интенсивным.
Оптические характеристики
Уникальность и столь высокая цена алмаза на ювелирном рынке обусловлена двумя факторами: твердость и оптические характеристики. Ни у одного минерала на земле нет таких показателей. Показатель светопреломления составляет 2,41. Этот показатель основан на отклонении направления луча света в другой среде, где происходит резкое изменение скорости света.
Вкупе с высоким значением дисперсии, он имеет такое яркое свечение, а если направить на него пучок света, он отразится всеми цветами радуги. Ни один минерал, даже искусственно созданный, не обладает такими возможностями.
Происхождение и добыча алмазов
В современном мире мнения о происхождении алмазов расходятся, и нет никакой научно подтвержденной теории возникновения алмазов. Высказано большое количество предположений и мнений по этому поводу, но наиболее вероятной ученые считают магматическую теорию. В недрах земли на глубине порядка 150–200 км под высоким давлением (50–60 тыс. атмосфер) атомы углерода при высокой температуре (1000–1300°С ) получают особую кубическую кристаллическую решетку, или, попросту говоря, алмаз.
Различают несколько разновидностей алмазов:
- Баллас – сферолиты кристалла шарообразной формы;
- Борт – мелко и крупнозернистые, неправильной формы агрегаты алмаза;
- Карбонадо – плотные или пористые агрегаты кристалла;
- Якутит – алмаз темного окраса за счет обилия включений
Добыча драгоценных камней является очень затратным и технически сложным процессом, который даже на начальном этапе требует больших материальных вложений. Конечно, изначально самоцветы добывались на открытых площадках путем просеивания, но вскоре эти площадки истощились, и людям пришлось «копать глубже».
Породы, содержащие кристаллы так называемые кимберлитовые трубки, выносятся на поверхность при помощи направленного взрыва. Это технически сложный и опасный процесс. Затем руда поступает на дробильно-сортировочную станцию, где и происходит поиск и сортировка найденных минералов.
Встречаются кристаллы и внеземного (метеоритного) происхождения. Крупные метеориты, при падении, могут создавать алмазы, во время ударного метаморфизма, как, например, на севере Сибири в Попигайской астроблеме.
История алмазов
Сами алмазы имеют возраст в несколько миллионов лет, но вот в истории человека они появились тоже очень давно. Эта история не одного тысячелетия. Первые описания камня засвидетельствованы в Индии. Именно Индия считается первой кто начал добычу и торговлю алмазами на поток.
Постепенно кристаллы появились во всех цивилизованных странах, повсюду стали встречать упоминания необычного камня, о его магических свойствах и целебном действии. В древности еще не было способов огранки минерала, но уже тогда стали тщательно полировать и натирать его грани для придания блеска. Постепенно с развитием Промышленного производства стали доступны способы огранки. Впервые они начали обрабатываться в Европе в XVII веке.
Тот внешний вид бриллианта, который привычен нам, появился благодаря Марселю Толковскому в далеком 1919 году. С тех пор идеальная огранка минерала не потерпела никаких изменений в ювелирной промышленности.
Самые большие камни весом более 10 карат очень редко встречаются, и таким кристаллам принято давать имена и не дробить их. Самый большой самоцвет в мире «Куллинан» найденный в Африке в 1905 году весом в 3106 карат.
