Τι είναι διαμάντι
. ΣΥΝΘΕΣΗ | ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΗ ΔΟΜΗ | ΣΚΛΗΡΟΤΗΤΑ | ΑΝΘΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ
Το διαμάντι αποτελεί την η πλέον περιεκτική μορφή του άνθρακα. Το διαμάντι αποτελείται αποκλειστικά από άνθρακα, εξαιρουμένης της ύπαρξης στη δομή του πολύ μικρών ποσοτήτων ιχνοστοιχείων, όπως το βόριο, το άζωτο κ.α.
Το διαμάντι είναι εντελώς διαφορετικό από το γραφίτη, ορυκτό το οποίο αποτελείται και αυτό αποκλειστικά από άνθρακα. Κατά συνέπεια γιατί το διαμάντι είναι η σκληρότερη μορφή ύλης, σε αντίθεση με το γραφίτη που είναι εξαιρετικά μαλακός; Γιατί το διαμάντι είναι διαφανές, ενώ ο γραφίτης αδιαφανής; Ποιός είναι ο λόγος που καθιστά το διαμάντι μοναδικό;
Οι απαντήσεις στα παραπάνω ερωτήματα βρίσκονται στην κρυσταλλική δομή του διαμαντιού. Στην ιδιαίτερη δηλαδή διάταξη των ατόμων του άνθρακα. Ενας κρύσταλλος είναι στερεό σώμα το οποίο σχηματίστηκε από την επαναλαμβανόμενη διάταξη των δεσμών των ατομικών στοιχείων από τα οποία αποτελείται. Εξ’ αιτίας της απλής, συμμετρικής και επαναλαμβανόμενης εσωτερικής δομής τους, συχνά οι κρύσταλλοι εμφανίζουν γεωμετρικά διαταγμένες εξωτερικές έδρες.
Το άτομο του άνθρακα διαθέτει έξι πρωτόνια και έξι ηλεκτρόνια γύρω από τον πυρήνα του. Από τα έξι ηλεκτρόνια, τα τέσσερα συμμετέχουν στη δημιουργία χημικών ενώσεων. Στη δομή του διαμαντιού κάθε άτομο άνθρακα μοιράζεται και τα τέσσερα ηλεκτρόνια του με τα διπλανά άτομα άνθρακα, σχηματίζοντας έτσι μία τερταεδρική μονάδα. Ο ομοιοπολικός δεσμός που σχηματίζεται με αυτόν τον τρόπο είναι υπεύθυνος γιά τις ακραίες ιδιότητες του διαμαντιού.
Μοντέλο το οποίο δείχνει σχηματικά τον τρόπο με τον οποίο κάθε άτομο άνθρακα συνδέεται με 4 άλλα άτομα άνθρακα στη δομή του διαμαντιού
Οι κρύσταλλοι του διαμαντιού αναπτύσσονται σε ποικιλίες σχημάτων, γνωστές ως κρυσταλλικές συνήθειες. Η πλέον συνηθισμένη κρυσταλλική συνήθεια του διαμαντιού είναι το οκτάεδρο. Αλλες κρυσταλλικές συνήθειες είναι ο κύβος, το δωδεκάεδρο, καθώς και συνδυασμός συνηθειών όπως το κυβοκτάεδρο. Επίσης, συχνά απαντώνται δίδυμοι κρύσταλλοι τριγωνικού σχήματος, γνωστοί ως macles.
Ιδεατά διαγράμματα των κρυσταλλικών συνηθειών του διαμαντιού. Διακρίνονται δεξιόστροφα και από προς τα κάτω: οκτάεδρο, κυβοκτάεδρο, δωδεκάεδρο, δίδυμος macle και κύβος.
Οι κρύσταλλοι των διαμαντιών συχνά εμφανίζουν στην επιφάνειά τους μικρές τριγωνικές εσοχές σε ομάδες ή μεμονομένες. Οι εσοχές αυτές ονομάζονται διαλυσιγενή σχήματα και είναι αποτέλεσμα μερικής διάλυσης από την επίδραση ισχυρού διαλυτικού μέσου κατά τον σχηματισμό του κρυστάλλου.
Τριγωνικά διαλυσιγενή σχήματα στην επιφάνεια διαμαντιού. ,Φωτογραφία John I. Koivula
Το διαμάντι είναι το σκληρότερο γνωστό υλικό. Ως σκληρότητα ενός υλικού ορίζεται η ικανότητά του να ανθίσταται στη τριβή. Ο ορυκτολόγος Friedreich Mohs διαμόρφωσε μία κλίμακα ορυκτών από το 1 έως το 10. Κάθε ορυκτό μέλος της κλίμακας χαράζει το προηγούμενο και χαράσεται από το επόμενο. Το διαμάντι στη κλίμακα του Mohs κατέχει τον αριθμό 10 και το ορυκτό τάλκης τον αριθμό 1. Λόγω του τρόπου επιλογής της η κλίμακα αυτή δεν είναι γραμμική. Δηλαδή το διαμάντι δεν είναι 10 φορές σκληρότερο από τον τάλκη. Σύγκριση της κλίμακας του Mohs με τη γραμμική κλίμακα Knoop φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα.
Η σκληρότητα δεν είναι η μοναδική ιδιότητα της ανθεκτικότητας ενός ορυκτού. Η σχετική αντίσταση στο θραυσμό αποτελεί μία άλλη ιδιότητα των ορυκτών. Το διαμάντι παρόλο που είναι το σκληρότερο γνωστό υλικό, είναι αρκετά ευαίσθητο στο θραυσμό και θραύεται σχετικά εύκολα εάν υποστεί απότομο κτύπημα.
Μία ακόμη ιδιότητα του διαμαντιού είναι αυτή του σχισμού. Να χωρίζεται δηλαδή με τέλειο τρόπο κατά μήκος ορισμένων διευθύνσεων. Η ιδιότητα αυτή εκμεταλλεύεται κατά την κατεργασία διαμαντιών προκειμένου ένας κρύσταλλος να χωριστεί σε δύο η παραπάνω μέρη.
Κατεύθυνση σχισμού (κόκκινη διάστικτη γραμμή) σε ένα κρύσταλλο διαμαντιού