Η λέξη «διαμάντι» προέρχεται από την ελληνική λέξη 'adamao, που σημαίνει "δαπανούν" ή "υποτάγω" ή τη σχετική λέξη "adamas, που σημαίνει «σκληρότερο χάλυβα» ή «σκληρότερη ουσία».
Ολοι γνωρίζουν διαμάντια είναι σκληρά και όμορφα, αλλά ξέρατε ότι ένα διαμάντι θα μπορούσε να είναι το παλαιότερο υλικό που θα μπορούσατε να έχετε; Ενώ το βράχο στο οποίο βρίσκονται τα διαμάντια μπορεί να είναι 50 έως 1.600 εκατομμύρια ετών, τα ίδια τα διαμάντια είναι περίπου 3.3 δισεκατομμύριο χρονών. Αυτή η απόκλιση προέρχεται από το γεγονός ότι το ηφαιστειακό μάγμα που στερεοποιείται σε βράχο, όπου διαμάντια βρήκαν ότι δεν τις δημιούργησαν, αλλά μόνο μετέφεραν τα διαμάντια από το μανδύα της Γης στο επιφάνεια. Τα διαμάντια μπορούν επίσης να σχηματιστούν κάτω από τις υψηλές πιέσεις και θερμοκρασίες στη θέση του αερόλιθος επιπτώσεις. Τα διαμάντια που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια ενός κτυπήματος μπορεί να είναι σχετικά «νεαρά», αλλά μερικοί μετεωρίτες περιέχουν stardust - θραύσματα από το θάνατο ενός αστέρα - τα οποία μπορεί να περιλαμβάνουν διαμάντι κρύσταλλα. Ένας τέτοιος μετεωρίτης είναι γνωστό ότι περιέχει μικροσκοπικά διαμάντια ηλικίας άνω των 5 δισεκατομμυρίων ετών. Αυτά τα διαμάντια είναι παλαιότερα από μας
ηλιακό σύστημα.Ξεκινήστε με άνθρακα
Η κατανόηση της χημείας ενός διαμαντιού απαιτεί μια βασική γνώση του στοιχείου άνθρακας. Ένας ουδέτερος άνθρακας άτομο έχει έξι πρωτόνια και έξι νετρόνια στον πυρήνα του, εξισορροπημένα από έξι ηλεκτρόνια. Η διαμόρφωση του κελύφους ηλεκτρονίων του άνθρακα είναι 1s22s22ρ2. Ο άνθρακας έχει α σθένος των τεσσάρων δεδομένου ότι τέσσερα ηλεκτρόνια μπορούν να γίνουν αποδεκτά για να γεμίσουν το τροχό 2p. Το διαμάντι αποτελείται από επαναλαμβανόμενες μονάδες ατόμων άνθρακα συνδεδεμένες με τέσσερα άλλα άτομα άνθρακα μέσω της ισχυρότερης χημικής σύνδεσης, ομοιοπολικούς δεσμούς. Κάθε άτομο άνθρακα βρίσκεται σε ένα άκαμπτο τετραεδρικό δίκτυο όπου βρίσκεται σε ίση απόσταση από τα γειτονικά του άτομα άνθρακα. Η δομική μονάδα του διαμαντιού αποτελείται από οκτώ άτομα, βασικά διατεταγμένα σε κύβο. Αυτό το δίκτυο είναι πολύ σταθερό και άκαμπτο, γι 'αυτό και τα διαμάντια είναι τόσο πολύ σκληρά και έχουν υψηλό σημείο τήξης.
Σχεδόν όλος ο άνθρακας στη Γη προέρχεται από τα αστέρια. Η μελέτη της ισοτοπικής αναλογίας του άνθρακα σε ένα διαμάντι καθιστά δυνατή την ανίχνευση του ιστορικού του άνθρακα. Για παράδειγμα, στην επιφάνεια της γης, ο λόγος ισότοπα ο άνθρακας-12 και ο άνθρακας-13 είναι ελαφρώς διαφορετικός από αυτόν της αστέρις. Επίσης, ορισμένες βιολογικές διεργασίες ταξινομούν ενεργά ισότοπα άνθρακα ανάλογα με τη μάζα, οπότε ο ισοτοπικός λόγος του άνθρακα που βρίσκεται στα ζωντανά πράγματα είναι διαφορετικός από αυτόν της Γης ή των αστεριών. Ως εκ τούτου, είναι γνωστό ότι ο άνθρακας για τα περισσότερα φυσικά διαμάντια έρχεται πρόσφατα από το μανδύα, αλλά το άνθρακας για λίγα διαμάντια είναι ο ανακυκλωμένος άνθρακας των μικροοργανισμών, που σχηματίζεται σε διαμάντια από το φλοιό της γης μέσω τεκτονικές πλάκες. Μερικά λεπτά διαμάντια που παράγονται από μετεωρίτες προέρχονται από τον άνθρακα που είναι διαθέσιμος στον τόπο της πρόσκρουσης. μερικοί κρύσταλλοι διαμαντιών μέσα σε μετεωρίτες είναι ακόμα φρέσκο από τα αστέρια.
Δομή κρυστάλλου
Η κρυσταλλική δομή ενός διαμαντιού είναι ένα κυκλικό πρόσωπο ή το πλέγμα FCC. Κάθε άτομο άνθρακα συνδέει τέσσερα άλλα άτομα άνθρακα σε κανονικά τετράεδρα (τριγωνικά πρίσματα). Με βάση την κυβική μορφή και την εξαιρετικά συμμετρική διάταξη των ατόμων, τα κρυστάλλινα διαμάντια μπορούν να εξελιχθούν σε πολλά διαφορετικά σχήματα, γνωστά ως «κρυστάλλινα συνηθισμένα». Η πιο συνηθισμένη κρυσταλλική συνήθεια είναι το οκτάπλευρο οκτάεδδρο ή σχήμα διαμαντιού. Οι διαμάντι κρύσταλλοι μπορούν επίσης να σχηματίσουν κύβους, δωδεκάεδρα και συνδυασμούς αυτών των σχημάτων. Εκτός από δύο κατηγορίες σχήματος, αυτές οι δομές είναι εκδηλώσεις του κυβικού κρυσταλλικού συστήματος. Μια εξαίρεση είναι η επίπεδη μορφή που ονομάζεται μαλάκιο, πράγμα που είναι πραγματικά ένα σύνθετο κρύσταλλο, και η άλλη εξαίρεση είναι η κατηγορία των χαραγμένων κρυστάλλων, οι οποίες έχουν στρογγυλεμένες επιφάνειες και μπορεί να έχουν επιμήκη σχήματα. Οι πραγματικοί κρύσταλλοι διαμαντιών δεν έχουν τελείως ομαλά πρόσωπα, αλλά μπορεί να έχουν ανυψωμένες ή χαραγμένες τριγωνικές αυξήσεις που ονομάζονται «τρίγωνα». Τα διαμάντια έχουν τέλεια διάσπαση σε τέσσερις διαφορετικές κατευθύνσεις, πράγμα που σημαίνει ότι ένα διαμάντι θα χωρίσει τακτοποιημένα κατά μήκος αυτών των διευθύνσεων αντί να σπάσει με οδοντωτό τρόπο. Οι γραμμές διάσπασης προκύπτουν από το διαμάντι κρύσταλλο που έχει λιγότερους χημικούς δεσμούς κατά μήκος του επιπέδου του οκταεδρικού προσώπου του από ότι σε άλλες κατευθύνσεις. Οι διαμαντοφόροι εκμεταλλεύονται τις γραμμές διάσπασης στην επιφάνεια πολύτιμοι λίθοι.
Ο γραφίτης είναι μόνο μερικά ηλεκτρόνια πιο σταθερά από το διαμάντι, αλλά ο φραγμός ενεργοποίησης για μετατροπή απαιτεί σχεδόν την ίδια ενέργεια με την καταστροφή ολόκληρου του πλέγματος και την ανοικοδόμησή του. Επομένως, μόλις σχηματιστεί το διαμάντι, δεν θα μετατραπεί ξανά στο γραφίτη επειδή το φράγμα είναι πολύ υψηλό. Τα διαμάντια λέγεται ότι είναι μεταστατικά επειδή είναι κινητικά και όχι θερμοδυναμικά σταθερά. Υπό τις συνθήκες υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας που χρειάζονται για να σχηματίσουν ένα διαμάντι, η μορφή του είναι στην πραγματικότητα περισσότερο σταθερό από γραφίτη, και έτσι σε εκατομμύρια χρόνια, οι ανθρακούχες αποθέσεις μπορεί αργά να κρυσταλλωθούν διαμάντια.