Структура алмазу: її особливості та цікаві наслідки

Вітаємо наших читачів. Всім відомо, що алмаз є найтвердішим каменем на планеті. Чим же зумовлене таке дивовижне властивість? Та й деякі інші параметри каменю теж. Одним з таких основних якостей є структура алмазу.

Будучи аллотропной модифікацією вуглецю, мінерал демонструє зовсім інші якості. Завдяки цьому речовина займає настільки міцні високі позиції серед інших матеріалів з точки зору використання в різних сферах.

Почнемо з того, що у вуглецю існує кілька кристалічних модифікацій, а саме три. Дві з них мають природне земне походження. Це алмаз (кубічна модифікація) і графіт (гексагональна). До третьої відноситься лонсдейліт – також гексагональная варіація, яка трапляється, правда, тільки в останках метеоритів або виводиться штучним чином.

Структура алмазу в усіх подробицях

Кристалізація алмазу відбувається в сингонії, тобто в кубічної системі. Це означає, що одинарна осередок структури кожного алмазу має форму ідеального куба.

Як відомо, кубічна система структури є найміцнішою серед усіх існуючих. Цим пояснюються численні якості алмазу.

Якщо міркувати докладніше, то в кожній верхній точці такого кубика (вершині) розташовується по одному-єдиному атому. При цьому в центрі кожної грані мінералу також є атом, а ще чотири всередині самого куба. У підсумку виходить, що будь-який атом, розташований в центрі будь-якої грані, є загальним для ще двох осередків. За допомогою простої математики також можна встановити, що атом, розташований на вершині алмазного атома, є загальним для сумарно восьми його осередків.

Деякі факти про структуру алмазу:

  1. Розмір однієї такої елементарної комірки складає близько 0,36 нм. Найкоротша відстань між сусідніми атомами 0,15 нм.
  2. Таким чином виходить, що всі атоми вуглецю так чи інакше в алмазі розташовані в центрі справжнісінького тетраедра. Чотири найближчих атома при цьому розташовані на вершинах цього тетраедра. Всі атоми зв’язку зі своїми самими найближчими сусідами найміцнішою ковалентним зв’язком, про яку вам напевно доводилося чути на хімії та фізики.
  3. До речі, кут між раніше згаданими ковалентними зв’язками становить майже 110 градусів.
  4. У ідеалізованої моделі кристал твердого алмазу можна уявити як одну величезну молекулу цієї ж речовини. Взагалі кристали алмазу мають форми куба, ромбододекаедра, тетраедра іаедра.
  5. У мінералу є безліч різновидів: карбонадо складається з окремих зерен, борт, який характеризується численними дрібними огранованими кристалами і зернами неправильної форми, зрощених один з одним, а також баллас – радіально-промениста різновид каменю.Структура алмазу, порівняння з карбонадо
  6. Природні алмази в природі зустрічаються найрізноманітніших розмірів: від майже мікроскопічних зерен до величезних каменів в кілька тисяч карат (хоча останнє і велика рідкість).
  7. Найбільшу роль в кольорі і деяких інших характеристиках мінералу грає азот. В основному він впливає на забарвлення, люмінесценцію, взаємодія з рентгенівськими променями і деякі інші властивості речовини. Багато в чому завдяки йому алмази стають то рожевими, то блакитними, то набувають інші, не менш дивовижні відтінки.
  8. Адамант стійкий практично до всіх видів кислот (навіть до плавиковою, яка роз’їдає навіть скло). Висока температура також не змінює цього факту.
  9. Чим вище температура навколишнього середовища, тим швидше зменшується теплопровідність каменю (для порівняння: при 100 К коефіцієнт теплопровідності становить 6 кДж / м * К, а при 400 К до 0,8).
  10. Поверхня мінералу гидрофобна за умови чистоти каменю (тобто воду він не вбирає).

Якщо ви хочете поглянути на структуру мінералу наочно, а не представляти її, то пропонуємо поглянути на короткий ролик, що демонструє структуру у вигляді об’ємної моделі:

Виходить, що атоми при таких умовах дуже міцно з’єднані один з одним, з чого випливають властивості каменю та його основні особливості, за які він так цінуємо.

А ми прощаємося з вами і бажаємо вам найдивовижніших відкриттів. Заходьте на ресурс частіше і діліться в соц. мережах корисними і цікавими фактами.

Ссылка на основную публикацию