Алмазан болор ба түүний болор торны бүтэц. Байгалийн эрдэс алмаз: бүтэц, физик, химийн шинж чанар Алмаз нь ямар бодисоос бүрддэг вэ?

Алмаз бол байгалийн ашигт малтмал бөгөөд хамгийн алдартай, үнэтэй байдаг. Түүний эргэн тойронд олон таамаг, домог байдаг, ялангуяа түүний өртөг, хуурамч зүйлийг илрүүлэхтэй холбоотой. Судалгааны тусдаа сэдэв бол алмаз ба бал чулууны хоорондох холбоо юм. Эдгээр ашигт малтмал нь ижил төстэй гэдгийг олон хүн мэддэг ч яг юу болохыг хүн бүр мэддэггүй. Мөн тэд хэрхэн ялгаатай вэ гэсэн асуултанд хүн бүр хариулж чадахгүй. Алмазны бүтцийн талаар бид юу мэддэг вэ? Эсвэл үнэлгээний шалгуурын талаар үнэт чулуунууд?

Алмаз бол нүүрстөрөгчийн талст өөрчлөлт болох гурван эрдсийн нэг юм. Нөгөө хоёр нь бал чулуу, лонсдалейт, хоёр дахь нь солироос олддог эсвэл зохиомлоор бий болдог. Хэрэв эдгээр чулуунууд нь зургаан өнцөгт хэлбэртэй бол алмазан болор торны төрөл нь шоо юм. Энэ системд нүүрстөрөгчийн атомууд ийм байдлаар байрладаг: орой тус бүр ба нүүрний төвд нэг, шоо дотор дөрөв байна. Тиймээс атомууд нь тетраэдр хэлбэрээр байрладаг бөгөөд атом бүр тэдгээрийн аль нэгний төвд байрладаг. Бөөмүүд нь бие биентэйгээ хамгийн хүчтэй холбоогоор холбогддог - ковалент, үүнээс болж алмаз нь өндөр хатуулагтай байдаг.

Химийн шинж чанар

Ойролцоогоор алмаз бол цэвэр нүүрстөрөгч бөгөөд алмаазын талстууд нь бүрэн ил тод байх ёстой бөгөөд харагдахуйц бүх гэрлийг дамжуулдаг. Гэхдээ дэлхий дээр тийм ч тохиромжтой зүйл байдаггүй бөгөөд энэ нь ашигт малтмал нь бас хольцтой гэсэн үг юм. Үнэт эдлэлийн алмааз дахь хамгийн их хольцын агууламж 5% -иас хэтрэхгүй байх ёстой гэж үздэг. Алмазын найрлагад хатуу, шингэн, хийн бодис хоёуланг нь агуулж болох бөгөөд эдгээрээс хамгийн түгээмэл нь:

• азотын;
• хөнгөн цагаан;
• цахиур;
• кальци;
• магни.

Мөн найрлагад кварц, анар, оливин, бусад ашигт малтмал, төмрийн исэл, ус болон бусад бодисууд багтаж болно. Ихэнхдээ эдгээр элементүүд нь ашигт малтмалаас механик эрдсийн нэгдэл хэлбэрээр байдаг боловч тэдгээрийн зарим нь алмазын бүтцэд нүүрстөрөгчийг орлуулж чаддаг - энэ үзэгдлийг изоморфизм гэж нэрлэдэг. Энэ тохиолдолд оруулга нь түүний өнгөнд ихээхэн нөлөөлдөг бөгөөд азотын найрлага нь гэрэлтэх шинж чанарыг өгдөг.

Физик шинж чанар

Алмазны бүтэц нь түүнийг тодорхойлдог физик шинж чанар, тэдгээрийг дөрвөн шалгуурын дагуу үнэлдэг.

• хатуулаг;
• нягтрал;
• гэрлийн тархалт ба хугарал;
• болор эс.

Энэхүү системийн дагуу ашигт малтмалын хатуулгийг үнэлгээгээр нь үнэлдэг бөгөөд энэ нь хамгийн дээд үзүүлэлт юм. Жагсаалтын дараагийнх нь корунд, индекс нь 9, харин хатуулаг нь 150 дахин бага байгаа нь энэ үзүүлэлт дэх алмазын үнэмлэхүй давуу талыг илтгэнэ.

Гэсэн хэдий ч ашигт малтмалын хатуулаг нь түүний хүч чадал гэсэн үг биш юм. Алмаз нь нэлээд хэврэг бөгөөд алхаар цохиход амархан хугардаг.

Алмазын хувийн жин (нягтрал) нь 3.42-3.55 г / см 3 хооронд тодорхойлогддог. Энэ нь ашигт малтмалын жингийн ижил эзэлхүүнтэй усны жингийн харьцаагаар тодорхойлогддог.

Энэ нь хатуулагаас гадна гэрлийн хугарлын илтгэгч (2.417-2.421), дисперс (0.0574) өндөртэй. Энэхүү шинж чанаруудын хослол нь алмазыг хамгийн үнэ цэнэтэй, хамгийн тохиромжтой үнэт чулуу болгох боломжийг олгодог.

Ашигт малтмалын бусад физик шинж чанарууд нь бас чухал бөгөөд дулаан дамжилтын илтгэлцүүр (900-2300 Вт/м К), мөн бүх бодисуудаас хамгийн өндөр нь юм. Ашигт малтмалын хүчил, шүлтэнд уусдаггүй, диэлектрик шинж чанар, агаар дахь металлын үрэлтийн бага коэффициент, 11 ГПа даралттай 3700-4000 ° C хайлах өндөр температур зэргийг тэмдэглэж болно.

Алмаз ба бал чулуу хоёрын ижил төстэй ба ялгаа

Нүүрстөрөгч нь дэлхий дээрх хамгийн элбэг элементүүдийн нэг бөгөөд олон бодис, ялангуяа амьд организмд байдаг. Графит нь алмаз шиг нүүрстөрөгчөөс бүрддэг боловч алмаз болон бал чулууны бүтэц нь маш өөр юм. Алмаз нь хүчилтөрөгчийн хүртээмжгүй өндөр температурын нөлөөн дор бал чулуу болж хувирдаг боловч хэвийн нөхцөлд энэ нь тодорхойгүй хугацаагаар өөрчлөгдөөгүй хэвээр үлддэг бөгөөд үүнийг метастаз гэж нэрлэдэг бөгөөд үүнээс гадна алмазын болор торны төрөл нь шоо юм. Гэхдээ бал чулуу нь давхаргат ашигт малтмал бөгөөд түүний бүтэц нь янз бүрийн хавтгайд байрладаг хэд хэдэн давхарга шиг харагддаг. Эдгээр давхаргууд нь зөгийн сархинаг шиг системийг бүрдүүлдэг зургаан өнцөгтөөс бүрддэг. Хүчтэй холбоо нь зөвхөн эдгээр зургаан өнцөгтүүдийн хооронд үүсдэг боловч давхаргуудын хооронд маш сул байдаг нь ашигт малтмалын давхарга үүсэх шалтгаан болдог. Бал чулуу нь бага хатуулагтайгаас гадна гэрлийг шингээж, метал гялбаатай байдаг нь алмаазаас эрс ялгаатай.

Эдгээр ашигт малтмал нь аллотропийн хамгийн тод жишээ юм - бодисууд нь ижил химийн элементээс бүрддэг ч өөр өөр физик шинж чанартай байдаг үзэгдэл юм.

Алмазын гарал үүсэл

Магматик, манти, солир болон бусад онолууд байгальд очир алмааз хэрхэн үүсдэг талаар тодорхой санал байдаггүй. Гэсэн хэдий ч хамгийн түгээмэл нь магмын бодис юм. Алмаз нь 200 км-ийн гүнд 50,000 атмосферийн даралтын дор үүсдэг бөгөөд дараа нь кимберлит хоолой үүсэх явцад магмын хамт гадаргуу дээр гардаг гэж үздэг. Алмазны нас 100 саяас 2,5 тэрбум жил хүртэл байдаг. Мөн дэлхийн гадаргуу дээр солир унах үед алмаз үүсдэг, мөн солирын чулуулаг дотроос ч олддог нь шинжлэх ухаанаар батлагдсан. Гэсэн хэдий ч ийм гарал үүслийн талстууд нь маш жижиг хэмжээтэй байдаг тул боловсруулахад ховор байдаг.

Алмазны ордууд

Алмазыг илрүүлж, олборлосон анхны ордууд Энэтхэгт байсан боловч 19-р зууны эцэс гэхэд тэд маш их шавхагдсан байв. Гэсэн хэдий ч тэнд хамгийн алдартай, том, үнэтэй дээжийг олборлосон. Мөн 17, 19-р зуунд Бразил, Өмнөд Африкт ашигт малтмалын ордууд нээгдэв. Түүх нь Өмнөд Африкийн уурхайнуудтай холбоотой алмаазын тухай домог, баримтаар дүүрэн байдаг. Хамгийн сүүлд нээсэн алмазын ордууд нь Канадад байдаг;

Намибийн уурхайнууд ялангуяа сонирхолтой байдаг ч алмаз олборлох нь хэцүү бөгөөд аюултай байдаг. Кристал ордууд нь хөрсний давхарга дор төвлөрдөг бөгөөд энэ нь ажлыг хүндрүүлдэг ч ашигт малтмалын чанар өндөр байгааг илтгэнэ. Бусад чулуулгийн эсрэг байнгын үрэлтээр гадаргуу дээр хэдэн зуун км замыг туулсан алмаз нь өндөр агуулгатай, чанар муутай талстууд ийм замыг тэсвэрлэхгүй байсан тул олборлосон чулуунуудын 95% нь үнэт эдлэлийн чанартай байдаг. Мөн Орос, Ботсвана, Ангол, Гвиней, Либери, Танзани болон бусад оронд алдартай, баялаг ашигт малтмал байдаг.

Алмаз боловсруулах

Алмаз боловсруулах нь асар их туршлага, мэдлэг, ур чадвар шаарддаг. Ажил эхлэхийн өмнө чулууг сайтар судалж, жингээ аль болох их хэмжээгээр хадгалж, орцноос салах хэрэгтэй. Алмазан зүсэлтийн хамгийн түгээмэл хэлбэр нь дугуй бөгөөд энэ нь чулууг бүх өнгөөр ​​гялалзуулж, гэрлийг аль болох сайн тусгах боломжийг олгодог. Гэхдээ энэ төрлийн ажил нь бас хамгийн хэцүү байдаг: дугуй алмаз нь 57 онгоцтой бөгөөд түүнийг огтлохдоо нарийн пропорцийг хадгалах нь чухал юм. Мөн алдартай зүслэгүүд нь: зууван, нулимс, зүрх, маркиз, маргад болон бусад. Ашигт малтмалын боловсруулалтын хэд хэдэн үе шат байдаг.

• тэмдэглэгээ;
• хуваах;
• хөрөөдөх;
• дугуйлах;
• зүсэх.

Алмазыг боловсруулсны дараа жингийнхээ тал орчим хувийг алддаг гэж үздэг.

Алмазан үнэлгээний шалгуур

Алмаз олборлох үед ашигт малтмалын зөвхөн 60% нь үнэт эдлэл гэж нэрлэгддэг. Мэдээжийн хэрэг, боловсруулаагүй чулуун үнэ нь алмаазын үнээс хамаагүй бага (хоёр дахин илүү). Алмазны үнэлгээг 4С системийн дагуу явуулдаг.

1. Карат (каратын жин) - 1 карат нь 0.2 граммтай тэнцүү.
2. Өнгө (өнгө) - цэвэр цагаан алмаз нь бараг олддоггүй, ихэнх ашигт малтмал нь тодорхой сүүдэртэй байдаг. Түүний үнэ цэнэ нь очир эрдэнийн өнгөнөөс ихээхэн хамаардаг; Хамгийн ховор, үзэсгэлэнтэй, тиймээс хамгийн үнэтэй нь баялаг өнгөт ашигт малтмал юм. Тэдгээрийн хамгийн ховор нь ногоон, нил ягаан, хар юм.
3. Ил тод байдал (цэвэр байдал) нь чулуунд согог байгаа эсэхийг тодорхойлж, түүний өртөгт ихээхэн нөлөөлдөг чухал үзүүлэлт юм.
4. Зүсэх (тайрах) - зүсэлтээс ихээхэн хамаарна Гадаад төрхалмаз Гэрлийн хугарал, тусгал, нэгэн төрлийн "алмаз" гялалзах нь энэ чулууг маш үнэ цэнэтэй болгодог бөгөөд боловсруулах явцад буруу хэлбэр, харьцаа нь түүнийг бүрэн сүйтгэж болзошгүй юм.

Хиймэл алмаз үйлдвэрлэх

Одоо технологи нь байгалийнхаас бараг ялгагдахгүй алмазыг "ургах" боломжийг олгож байна. Синтезийн хэд хэдэн арга байдаг:

Эхийг хуурамчаас хэрхэн ялгах вэ

Алмазны жинхэнэ эсэхийг тодорхойлох аргуудын талаар ярихдаа алмаз болон барзгар алмазны жинхэнэ эсэхийг шалгах хоёрыг ялгах нь зүйтэй. Туршлагагүй хүн алмазыг кварц, болор, бусад тунгалаг ашигт малтмал, тэр ч байтугай шилтэй андуурч болно. Гэсэн хэдий ч, онцгой физик болон Химийн шинж чанаралмаз нь хуурамч зүйлийг илрүүлэхэд хялбар болгодог.

Юуны өмнө хатуулаг гэдгийг санах нь зүйтэй. Энэ чулуу нь ямар ч гадаргууг зурж чаддаг, гэхдээ зөвхөн өөр алмааз дээр тэмдэг үлдээдэг. Мөн байгалийн болор дээр амьсгалвал хөлс үлдэхгүй. Нойтон чулуун дээр хөнгөн цагаан гүйлгэж байвал харандаа шиг тэмдэгтэй болно. Та үүнийг рентгенээр шалгаж болно: байгалийн чулууцацрагийн дор энэ нь баялаг ногоон өнгөтэй байдаг. Эсвэл текстийг хараарай: байгалийн алмаазаар дамжуулан үүнийг ялгах боломжгүй болно. Чулууны байгалийн байдлыг гэрлийн хугарлаар шалгаж болно гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй: эхийг гэрлийн эх үүсвэрт барьснаар та зөвхөн төв хэсэгт гэрэлтдэг цэгийг харж болно.

Алмаз- хамгийн хатуу эрдэс, нүүрстөрөгчийн (С) куб полиморф (аллотроп) өөрчлөлт, өндөр даралтанд тогтвортой. Агаар мандлын даралт болон өрөөний температурт энэ нь хувирамтгай боловч графит болон хувиралгүйгээр тодорхойгүй хугацаагаар оршин тогтнох боломжтой бөгөөд эдгээр нөхцөлд тогтвортой байдаг. Өндөр температурт вакуум эсвэл инертийн хийд аажмаар бал чулуу болж хувирдаг.

БҮТЭЦ

Алмазан систем нь куб, сансрын бүлэг Fd3m. Алмазан болор торны үндсэн эс нь нүүр төвтэй шоо бөгөөд нүүрстөрөгчийн атомууд нь даамын самбараар байрлуулсан дөрвөн салбарт байрладаг. Үгүй бол алмаазан бүтцийг кубын үндсэн диагональ дагуу уртын дөрөвний нэгээр өөр хоорондоо харьцангуй зөрүүтэй хоёр шоо хэлбэртэй нүүр төвтэй тор хэлбэрээр дүрсэлж болно. Алмазтай төстэй бүтэц нь цахиур, цагаан тугалганы бага температурт өөрчлөлт болон бусад энгийн бодисуудаас олддог.

Алмазан талстууд нь талст бүтцийн янз бүрийн согогуудыг үргэлж агуулдаг (цэг, шугаман согог, оруулга, дэд хэсгүүдийн хил хязгаар гэх мэт). Ийм согогууд нь талстуудын физик шинж чанарыг ихээхэн тодорхойлдог.

ӨМЧ

Алмаз нь өнгөгүй, усны тунгалаг эсвэл шар, хүрэн, улаан, цэнхэр, ногоон, хар, саарал өнгийн янз бүрийн сүүдэртэй байж болно.
Өнгөний хуваарилалт нь ихэвчлэн жигд бус, хэсэгчилсэн эсвэл бүсчилсэн байдаг. Рентген туяаны нөлөөн дор катод ба хэт ягаан туяаИхэнх алмаазууд цэнхэр, ногоон, ягаан болон бусад өнгөөр ​​гэрэлтэж эхэлдэг. Онцгой өндөр гэрлийн хугарлаар тодорхойлогддог. Хугарлын илтгэгч (2.417-2.421) ба хүчтэй тархалт (0.0574) нь гялалзсан эрдэнийн алмаазыг гялалзуулж, олон өнгийн "тоглох" үүрэгтэй. Гялалзах нь хүчтэй, алмаазаас тослог хүртэл нягтрал 3.5 г/см 3 . Mohs масштабаар алмазын харьцангуй хатуулаг 10, үнэмлэхүй хатуулаг нь кварцын хатуулагаас 1000 дахин, корундаас 150 дахин их байдаг. Энэ нь байгалийн болон хиймэл материалуудаас хамгийн өндөр нь юм. Үүний зэрэгцээ энэ нь нэлээд эмзэг бөгөөд амархан эвдэрдэг. Хагарал нь конкоид хэлбэртэй. Исэлдүүлэгч бодис байхгүй үед хүчил, шүлттэй харилцан үйлчлэлцдэггүй.
Агаарт алмаз нь 850 ° C-т шатаж, CO 2 үүсэх; 1500 хэмээс дээш температурт вакуум орчинд бал чулуу болж хувирдаг.

МОРФОЛОГИ

Алмазан морфологи нь маш олон янз байдаг. Энэ нь дан талст ба поликристал хоорондын өсөлт ("самбар", "баллас", "карбонадо") хэлбэрээр хоёуланд нь тохиолддог. Кимберлитийн ордын алмаз нь зөвхөн нэг нийтлэг хавтгай хэлбэртэй байдаг - октаэдр. Үүний зэрэгцээ, өвөрмөц муруй хэлбэртэй алмаз нь бүх ордод түгээмэл байдаг - ромб хэлбэртэй додекаэдроидууд (ромб хэлбэртэй додекаэдрүүдтэй төстэй талстууд, гэхдээ бөөрөнхий ирмэгтэй), кубоидууд (муруй хэлбэртэй талстууд). Туршилтын судалгаа, байгалийн дээжийн судалгаагаар ихэнх тохиолдолд кимберлитийн хайлмалаар алмазыг уусгасны үр дүнд додекаэдроид хэлбэртэй талстууд үүсдэг. Кубоидууд нь хэвийн өсөлтийн механизмын дагуу алмазын өвөрмөц ширхэгт өсөлтийн үр дүнд үүсдэг.

Өндөр даралт, температурт ургуулсан синтетик талстууд нь ихэвчлэн шоо хэлбэртэй байдаг бөгөөд энэ нь тэдний байгалийн талстаас нэг онцлог шинж чанар юм. Тогтвортой нөхцөлд ургах үед алмаз нь хальс болон булчирхайлаг дүүргэгч хэлбэрээр амархан талсждаг.

Талстуудын хэмжээ нь 1905 онд олдсон хамгийн том алмаз болох "Куллинан"-ын масс нь микроскопоос маш том хүртэл хэлбэлздэг. Өмнөд Африкт 3106 карат (0.621 кг).
Асар том алмазыг судлахад хэдэн сар зарцуулсан бөгөөд 1908 онд түүнийг 9 том хэсэг болгон хуваажээ.
15 каратаас дээш жинтэй алмаз ховор боловч зуу гаруй каратын жинтэй алмаз нь өвөрмөц бөгөөд ховор гэж тооцогддог. Ийм чулуунууд нь маш ховор бөгөөд ихэвчлэн өөрийн нэр, дэлхийн алдар нэр, түүхэн дэх онцгой байр суурийг хүлээн авдаг.

ГАРАЛ ҮҮСЭЛ

Хэдийгээр алмаз нь ердийн нөхцөлд хувирамтгай боловч болор бүтцийн тогтвортой байдлаас шалтгаалан нүүрстөрөгч-бал чулууны тогтвортой өөрчлөлт болон хувиралгүйгээр хязгааргүй оршин тогтнох боломжтой. Кимберлит эсвэл лампроитоор гадаргуу дээр гарч ирсэн алмаз нь 200 км-ийн гүнд мантид талсждаг. эсвэл 4 GPa-аас дээш даралттай, 1000 - 1300 ° C-ийн температурт түүнээс дээш байдаг. Үүний зэрэгцээ тэд 15-20% нь алмаз агуулсан кимберлит хоолой үүсэхийг дагалдан тэсрэх процессын үр дүнд дэлхийн гадаргуу руу зөөгддөг.

Очир алмааз нь хэт өндөр даралтын метаморфийн цогцолборуудаас олддог. Эдгээр нь эклогит ба гүн хувирсан анар гнейстэй холбоотой байдаг. Жижиг алмаз солируудаас их хэмжээгээр олдсон. Тэд маш эртний, нарны өмнөх гарал үүсэлтэй. Тэд мөн хайлсан чулуулагт их хэмжээний нарийн талст алмаз агуулагддаг аварга том солирын тогоонд үүсдэг. Энэ төрлийн алдартай орд бол Сибирийн хойд хэсэгт орших Попигай астроблем юм.

Алмаз бол ховор, гэхдээ нэгэн зэрэг өргөн тархсан ашигт малтмал юм. Аж үйлдвэрийн алмазын ордуудыг Антарктидаас бусад бүх тивд мэддэг. Хэд хэдэн төрлийн алмазын ордыг мэддэг. Хэдэн мянган жилийн турш шороон ордуудаас алмаз олборлож ирсэн. 19-р зууны сүүлчээр л алмааз агуулсан кимберлит хоолойнуудыг анх нээсэн үед л голын хурдсанд алмаз үүсдэггүй нь тодорхой болсон. Нэмж дурдахад алмаз нь хэт өндөр даралтын метаморфизмын нэгдлүүдийн царцдасын чулуулаг, жишээлбэл, Казахстан дахь Кокчетавын массиваас олдсон.

Нөлөөллийн болон хувирсан алмаз хоёулаа заримдаа их хэмжээний нөөцтэй, өндөр агууламжтай маш том ордуудыг үүсгэдэг. Гэхдээ ийм төрлийн ордод алмаз нь маш жижиг тул үйлдвэрлэлийн үнэ цэнэгүй байдаг. Арилжааны алмазын ордууд нь эртний кратонуудтай холбоотой кимберлит ба лампроит хоолойнуудтай холбоотой байдаг. Энэ төрлийн гол ордуудыг Африк, Орос, Австрали, Канадад мэддэг.

ХЭРЭГЛЭЭ

Сайн талстыг тайрч, гоёл чимэглэлд ашигладаг. Олборлосон алмаазын 15 орчим хувийг үнэт эдлэл гэж үздэг бол өөр 45 хувийг ойролцоох үнэт эдлэл гэж үздэг, өөрөөр хэлбэл хэмжээ, өнгө, тунгалаг байдлаараа үнэт эдлэлээс доогуур байдаг. Одоогийн байдлаар дэлхийн алмааз олборлолт жилд 130 сая карат орчим байна.
Алмаз(Франц хэлнээс brillant - brilliant) гэдэг нь механик боловсруулалт (зүсэх) замаар тусгай хэлбэрийг өгсөн алмаз бөгөөд гялалзах, өнгөний тархалт зэрэг чулууны оптик шинж чанарыг дээд зэргээр нэмэгдүүлдэг гайхалтай зүсэлт юм.
Зүсэхэд тохиромжгүй маш жижиг очир алмааз ба хэлтэрхийнүүд нь хатуу материалыг боловсруулах, алмазыг өөрөө огтлоход шаардлагатай алмаазан багажийг үйлдвэрлэхэд зүлгүүр болгон ашигладаг. Өтгөн эсвэл сүвэрхэг дүүргэгчийг үүсгэдэг хар эсвэл хар саарал өнгийн олон төрлийн криптокристалл алмазыг гэнэ. Карбонадо, алмаазан талстаас илүү элэгдэлд тэсвэртэй тул үйлдвэрлэлд онцгой ач холбогдол өгдөг.

Жижиг талстыг мөн зохиомлоор их хэмжээгээр ургуулдаг. Синтетик алмазыг төрөл бүрийн нүүрстөрөгч агуулсан бодисоос, гол төлөв бал чулуунаас гаргаж авдаг. аппаратууд 1200-1600°С температурт, Fe, Co, Cr, Mn эсвэл тэдгээрийн хайлштай үед 4.5-8.0 ГПа даралт. Эдгээр нь зөвхөн техникийн хэрэглээнд тохиромжтой.

Алмаз - C

АНГИЛАЛ

Strunz (8 дахь хэвлэл)	1/Б.02-40
Дана (7 дахь хэвлэл)	1.3.5.1
Дана (8 дахь хэвлэл)	1.3.6.1
Хөөе CIM Ref.	1.24

Физик шинж чанарууд

Ашигт малтмалын өнгө	өнгөгүй, шаргал хүрэн шар, хүрэн, хар, хөх, ногоон эсвэл улаан, ягаан, коньяк бор, хөх, голт бор (маш ховор)
Цус харвалтын өнгө	үгүй
Ил тод байдал	тунгалаг, тунгалаг, тунгалаг
Гэрэлтэх	алмаз, тод
Хагархай	октаэдр төгс
Хатуулаг (Mohs масштаб)	10
Кинк	тэгш бус
Хүч чадал	хэврэг
Нягт (хэмжсэн)	3.5 – 3.53 г/см3
Цацраг идэвхжил (GRapi)	0
Дулааны шинж чанар	Өндөр дулаан дамжуулалт. Хүрэлцэхэд хүйтэн мэдрэмж төрдөг тул алмазыг хар хэлээр "мөс" гэж нэрлэдэг.

Энэ нийтлэлд:

Алмаз бол дэлхийн хамгийн хатуу бодис болох үнэт эрдэс юм. Үнэт эдлэлийн дотроос алмаз бол охидын анхаарлыг татдаг хамгийн үнэтэй чулуунуудын нэг юм. Тиймээс чулуу хэрхэн үүсдэг, алмааз ямар томьёотой байдаг, түүнийг лабораторийн нөхцөлд ургуулж болох уу гэдгийг олон хүн сонирхож байна. Эрдэмтэд олон зууны турш туршилт хийсний дараа бүх асуултанд үнэн зөв хариулж чадахгүй, учир нь зарим тохиолдолд чулуу хэвийн бус үйлдэл хийдэг.

Бодисын томъёо

Алмаз нь бүхэлдээ нүүрстөрөгчөөр хийгдсэн байдаг. Энэ элемент нь дэлхийн царцдасын 0.15% орчим байдаг. Бодисын атомын дугаар нь 6 бөгөөд энэ нь цөм дэх протоны тоог илэрхийлдэг. Үүний дагуу бүхэлдээ нүүрстөрөгчөөс бүрдэх алмаз нь энэ бодисын аллотроп хэлбэр бөгөөд ижил атомын дугаартай байдаг.

Алмаз ба бал чулуу дахь атомуудын зохион байгуулалт

Аллотропик өөрчлөлтийн нэг хэлбэр гэсэн ойлголт нь энгийн бодисоос, жишээлбэл, нүүрстөрөгчөөс бусад энгийн бодисууд үүсэх боломжтой гэсэн үг бөгөөд тэдгээр нь шинж чанар, атомын бүтцээрээ бие биенээсээ ялгаатай байх болно. Өөрөөр хэлбэл, агуулга нь адилхан, гэхдээ хэлбэр, гадаад төрх нь огт өөр, ядаж эсрэгээр нь авах хэрэгтэй: бал чулуу, алмаз. Түүнээс гадна нүүрстөрөгч нь хэд хэдэн хэлбэрийн өөрчлөлттэй цөөн тооны бодисуудын нэг юм.

Зөвхөн нүүрстөрөгчөөс бүрддэг бодисууд байдаг:

• алмаз;
• бал чулуу;
• карабин;
• лонсдалейт;
• фуллерен;
• бичил утас үйлдвэрлэх нүүрстөрөгчийн нано хоолой;
• графен;
• нүүрс, хөө тортог.

Эрдэмтдийн сонирхсон асуулт бол нэг аллотропик өөрчлөлтийг нөгөөд хувиргах боломжтой эсэх юм. Энэ бүлгийн бал чулуу болон бусад бодисуудтай холбоотой яг ийм зүйл хийж байна. Учир нь алмазын үнэ хамгийн өндөр, бусад өөрчлөлтийн үнэ бага байдаг. Одоогийн байдлаар процесс зөвхөн эсрэг чиглэлд л боломжтой: хэрэв алмазыг агааргүйгээр 500 хэмээс дээш температурт халаавал чулуу дэлбэрч бал чулуу болж хувирна. Түүгээр ч зогсохгүй чулууг цаашид хайлуулах нь бусад бодисоос ялгаатай хэвийн бус үр дүнг харуулж байна. Гэхдээ эсрэг чиглэлд урвал явагдахгүй.

Өөрчлөлтүүдийн хоорондын ялгааг тухайн бодисын болор торны бүтцээр тайлбарладаг. Химийн томъёо энд ямар ч үүрэг гүйцэтгэдэггүй. Бүх зүйл нь нүүрстөрөгчийн атомуудын орон зайн тохиргоо ба тэдгээрийн хоорондын холбоонд оршдог. Тиймээс алмазын бүтцэд тор нь куб бүтэцтэй байдаг.

Атомуудын хоорондын холбоо нь химийн үүднээс хамгийн хүчтэй нь ковалент юм. Түүгээр ч барахгүй куб систем нь зөвхөн 18 атомыг ашигладаг бөгөөд эдгээр хэсгүүдийн хамгийн нягт баглаа боодол гэж тооцогддог. Тиймээс алмаз бол манай гаригийн хамгийн хатуу бодис юм.

Тетраэдрийн нүүрний төвүүдэд мөн хоорондоо ковалент байдлаар холбогдсон атомууд байдаг. Гэхдээ хэрэв бид ижил бал чулууг авч үзвэл түүний болор торонд зарим холбоо нь ковалент, зарим нь дисульфид байдаг бөгөөд энэ нь тасрах хандлагатай байдаг. Үүний үр дүнд электронууд шилжиж, бодис нь метал шинж чанарыг олж авдаг.

Гэхдээ энэ нь болор торыг бүрдүүлдэг атомууд учраас нүүрстөрөгчийн атом хэлбэрийн шинжилгээ юм. Гэвч саяхан эрдэмтэд фуллерен, нүүрстөрөгчөөс бүрдсэн полиэдрүүдийн найрлага дахь бодисын молекул хэлбэрийг олж илрүүлжээ. Одоо нүүрстөрөгч агуулсан шинэ молекулын нэгдлүүдийг илрүүлсэн - C60-аас C540 хүртэл судалж байна.

Томъёо, түүнчлэн атомуудын тохиргоонд үндэслэн эрдэмтэд лабораторид зургийг дахин бүтээхийг хичээдэг. Байгальд алмаз нь кимберлит, лампроит хоолой, түүнчлэн шороон ордонд байдаг. Чулуунууд нь магмын чулуулаг, газар хөдлөлтийн идэвхжил, түүнчлэн өндөр температурын нөлөөн дор олон сая жилийн туршид үүсдэг.

Сансар огторгуйд маш их нүүрстөрөгч байдаг тул алмазыг солиртой хамт оруулах тухай хувилбар бас бий. Эрдэмтэд мөн түүний өөрчлөлтүүдийн нэг болох лосдалейтыг солируудаас олжээ.

Өнөөдөр алмазыг дараахь аргаар үйлдвэрлэдэг.

• Даралт ба өндөр температурт тусгай машинууд. Эрдэмтэд шинэ ковалент холбоо үүсгэхийн тулд бал чулуу авахыг оролдож байна. Энэ төрлийн чулууг HPHT гэж нэрлэдэг.
• Киноны арга нь метан уурын нөлөөн дор хуримтлагддаг бал чулууг мөн агуулдаг.
• Тэсрэх бодисын синтезийн улмаас чулуу үүсэх.

Хэдийгээр хүн бүр алмаз буюу түүний огтлоогүй бодис (алмаз)-ийн томъёог мэддэг байсан ч эрдэмтдийн хэн нь ч байгалиас заяасан шиг болор торны бүтэцтэй чулууг яг таг гаргаж чадаагүй. Тиймээс чулууны өртөгийг үндэслэнэ өндөр түвшин, мөн дэлхийн гэдэснээс үйлдвэрлэл зогсдоггүй.

Алмазны физик шинж чанар

Алмазан дахь хольц

Мэдээжийн хэрэг байгальд төгс төгөлдөр зүйл байдаггүй. Тиймээс очир алмааз нь гадаад төрх байдалд нь нөлөөлдөг хэдий ч тухайн бодисын томъёонд тусгагдаагүй зарим хольцыг агуулдаг. Ялангуяа чулууны сүүдэр, ил тод байдал өөрчлөгддөг боловч шинж чанар нь өөрчлөгддөггүй. Ийм хольцын тоо 1 см3 тутамд 1018 атом хүрч болно. Мөн хольцын төрлөөс хамааран чулуу нь сүүдэртэй болж, алмазын үнэ өөрчлөгддөг. Эдгээр хольцын дунд:

• цахиур;
• кальци;
• магни;
• азотын;
• хөнгөн цагаан.

Чулууны томъёо, найрлагыг зөрчихгүйн тулд ийм бодис нь нэг төрлийн 2% -иас ихгүй, ерөнхийдөө 5% -иас ихгүй байх ёстой. Хэрэв алмазан дахь хольцын хэмжээ их байвал чулуу нь гадаад төрхийг эрс өөрчилдөг бөгөөд үнэт эдлэлд ашиглагддаггүй, харин үйлдвэрлэлийн хэрэгцээнд зориулж илгээгддэг.

Ихэнх хатуу бодисууд байдаг талстонцлогтой бүтэц бөөмсийн хатуу тодорхойлогдсон зохион байгуулалт. Хэрэв та бөөмсийг ердийн шугамаар холбовол орон зайн хүрээ гэж нэрлэгддэг болор тор. Кристал хэсгүүдийн байрлах цэгүүдийг торны зангилаа гэж нэрлэдэг. Төсөөллийн торны зангилаа нь атом, ион, молекул агуулж болно.

Зангилаанд байрлах бөөмсийн шинж чанар, тэдгээрийн хоорондын холболтын шинж чанараас хамааран ион, металл, атом, молекул гэсэн дөрвөн төрлийн болор торыг ялгадаг.

Ионик зангилаанд нь ионууд байдаг тор гэж нэрлэдэг.

Тэдгээр нь ионы холбоо бүхий бодисоор үүсгэгддэг. Ийм торны зангилаанууд дээр электростатик харилцан үйлчлэлээр хоорондоо холбогдсон эерэг ба сөрөг ионууд байдаг.

Ионы болор тор нь давс, шүлт, идэвхтэй металлын исэл. Ионууд нь энгийн эсвэл нарийн төвөгтэй байж болно. Жишээлбэл, натрийн хлоридын торны хэсгүүдэд энгийн натрийн ионууд Na ба хлорын Cl − , калийн сульфатын торонд энгийн калийн ионууд K ба сульфатын нарийн төвөгтэй ионууд S O 4 2 − ээлжлэн оршдог.

Ийм талст дахь ионуудын хоорондын холбоо хүчтэй байдаг. Тиймээс ионы бодисууд нь хатуу, галд тэсвэртэй, дэгдэмхий биш байдаг. Ийм бодисууд сайн байдаг усанд уусгана.

Натрийн хлоридын болор тор

Натрийн хлоридын талст

Металл эерэг ион ба металлын атом, чөлөөт электронуудаас бүрдэх тор гэж нэрлэдэг.

Тэдгээр нь металлын холбоо бүхий бодисоор үүсгэгддэг. Металл торны зангилаанууд дээр атом ба ионууд байдаг (атомууд амархан хувирдаг атомууд эсвэл ионууд нь гадаад электронуудаа энгийн хэрэглээнд өгдөг).

Ийм болор тор нь метал ба хайлшийн энгийн бодисын шинж чанар юм.

Металлын хайлах цэгүүд өөр байж болно (мөнгөн усны хувьд \(–37\) хэмээс хоёроос гурван мянган градус хүртэл). Гэхдээ бүх металлууд нэг онцлог шинж чанартай байдаг металл гялалзахуян хатан чанар, уян хатан чанар, цахилгааныг сайн дамжуулдагба дулаан.

Металл болор тор

Техник хангамж

Атомын торыг болор тор гэж нэрлэдэг бөгөөд тэдгээрийн зангилаанууд нь ковалент холбоогоор холбогдсон бие даасан атомууд байдаг.

Алмаз нь ийм төрлийн тортой байдаг бөгөөд энэ нь нүүрстөрөгчийн аллотропик өөрчлөлтүүдийн нэг юм. Атомын болор тортой бодисууд орно бал чулуу, цахиур, бор, германий, түүнчлэн нарийн төвөгтэй бодисууд, жишээ нь карборунд SiC ба цахиур, кварц, рок болор, элс, үүнд цахиурын исэл (\(IV\)) Si O 2 орно.

Ийм бодисууд нь тодорхойлогддог өндөр хүч чадалба хатуулаг. Тиймээс алмаз бол байгалийн хамгийн хатуу бодис юм. Атомын болор тортой бодисууд маш их байдаг өндөр температурхайлахболон буцалгах.Жишээлбэл, цахиурын хайлах цэг нь \(1728\) °C байхад бал чулууны хувьд илүү - \(4000\) °C байна. Атомын талстууд бараг уусдаггүй.

Алмазан болор тор

Алмаз

Молекул зангилаанууд нь молекул хоорондын сул харилцан үйлчлэлээр холбогдсон молекулууд байдаг тор гэж нэрлэгддэг.

Молекулуудын доторх атомууд нь маш хүчтэй ковалент холбоогоор холбогдсон хэдий ч молекулуудын хооронд молекул хоорондын таталцлын сул хүч үйлчилдэг. Тиймээс молекулын талстууд байдаг бага хүч чадалмөн хатуулаг, бага хайлах цэгүүдболон буцалгах. Өрөөний температурт олон молекул бодисууд нь шингэн ба хий юм. Ийм бодис нь дэгдэмхий шинж чанартай байдаг. Жишээлбэл, талст иод ба хатуу нүүрстөрөгчийн дутуу исэл (\(IV\)) ("хуурай мөс") шингэн төлөвт хувиралгүйгээр ууршдаг. Зарим молекул бодисууд байдаг үнэр.

Энэ төрлийн тор нь нэгдлийн хатуу төлөвт энгийн бодисуудтай байдаг: нэг атомын молекул бүхий үнэт хий (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn). ), түүнчлэн хоёр ба металл бус металлууд олон атомт молекулууд (H 2, O 2, N 2, Cl 2, I 2, O 3, P 4, S 8).

Тэд молекулын болор тортой байдагМөн ковалент туйлын холбоо бүхий бодисууд: ус - мөс, хатуу аммиак, хүчил, металл бус исэл. Олонхи органик нэгдлүүдМөн молекулын талстууд (нафталин, элсэн чихэр, глюкоз) байдаг.

Үнэт чулууг хайрлагчид алмазын бүтэц, түүний тодорхойлолт, физик, механик, химийн үндсэн шинж чанаруудын сэдвийг маш их сонирхдог. Энэхүү үзэсгэлэнт чулуу нь химийн бүтцээрээ металл бус, талст бүтэцтэй. Химичдийн хэлээр адамантий нь нүүрстөрөгчийн куб аллотроп хэлбэр юм. Үнэт эдлэлийн хувьд нүүрстөрөгчийн энэ хэлбэр нь үнэт чулуунуудаас хамгийн үнэтэйд тооцогддог бөгөөд хүнанттай үнэт эдлэл нь маш үнэтэй байдаг. Энэ нь энэ бодисын талстуудын гялалзсан байдлыг өөр зүйлтэй харьцуулах боломжгүй байдагтай холбоотой юм. Үүнээс гадна, энэ нь бүдгэрч, зурж болохгүй. Өөрөөр хэлбэл, гоёл чимэглэлийн талстуудын өнгөлсөн гадаргуу нь үргэлж нүдэнд тааламжтай байдаг.

Хачирхалтай сонсогдож байгаа ч хүнант ба бал чулуу нь ижил бүтэцтэй. Мөн эдгээр хоёр диаметрийн эсрэг бодис нь ижил шинж чанартай байдаг. Баримт нь алмаз ба бал чулуу хоёулаа нүүрстөрөгчийн атомуудаас бүрддэг. Алмазын бүтэц, шинж чанарыг нарийвчлан авч үзье.

Алмазан болорын бүтэц нь тетраэдр хэлбэртэй бөгөөд нүүрстөрөгчийн атомууд нь төвд байрладаг. Ийм тетраэдр дэх оройнууд нь хамгийн ойр нүүрстөрөгчийн атомууд юм. Энэ нь болор бүтцэд маш тогтвортой атомын холбоог бий болгодог бөгөөд энэ нь бодисын хүч нэмэгдэж байгааг тайлбарладаг. Нэгж эсийг бүрдүүлдэг атомууд хоорондоо ковалент холбоогоор холбогддог. Энэ онцлог нь алмазын өндөр нягтралыг тайлбарладаг.

Ерөнхийдөө алмааз болорыг аварга молекул гэж төсөөлж болно. Үүнийг эргэн санацгаая молийн массэнэ болор нь 12. Болор хэлбэр нь үнэт эдлэлийн чулууны нүүрний тоотой хамааралгүй. Алмазыг боловсруулахад ирмэг нь гарч ирдэг.

Алмазын химийн бүтэц нь цэвэр нүүрстөрөгч юм.Гэхдээ энэ нь бохирдлыг агуулсан хэвээр байна. Хийсэн химийн шинжилгээ нь тодорхой хэмжээний бусад бодис байгаа эсэхийг тодорхойлох боломжийг бидэнд олгосон. Бохирдолд дараахь бодисууд орно.

• азотын;
• магни;
• хөнгөн цагаан;
• цахиур.

Үелэх системийн бусад олон химийн элементүүд. Түүнээс гадна олон элемент нь изоморф орцууд юм. Гэхдээ хүмүүс алмазыг зөвхөн хийхээс илүүтэйгээр ашигладаг үнэт эдлэл. Энэ болорыг технологид өргөн ашигладаг. Энэ бүхэн нь түүний өвөрмөц шинж чанар, хамгийн өндөр хүч чадлын ачаар юм.

Танилцуулсан видео нь алмазын болор бүтцийг тодорхой харуулж байна.

Алмазын физик шинж чанар

Алмаз бол байгальд байдаг хамгийн хатуу бодис юм.

Адамантын сортуудын нэг болох корунд нь ижил төстэй бүтэцтэй боловч бага хатуулагтай байдаг (корунд нь хатуулагтай харьцуулахад 150 дахин бага байдаг). Энэхүү чансааны дагуу алмазыг хамгийн өндөр хатуулгийн зэрэглэлээр оноодог - 10.

Тиймээс энэ нь металл, түүний дотор бериллер, анар, индранил гэх мэт өндөр бат бэх, хатуу эрдэс бодисыг боловсруулахад ашиглаж болно. Алмазан багаж нь элэгдэлд маш тэсвэртэй байдаг. Алмазын хатуулаг, нягтрал нь кварц, корундаас өндөр байдаг.

Гэхдээ бүх хатуулагтай хэдий ч алмаз нь өндөр эмзэг байдаг. Тэр ч байтугай өндөр илэрхийлэгдсэн нягтрал нь унах үед хуваагдах магадлалыг бууруулдаггүй. Эцсийн эцэст, алмаз гэж нэрлэгддэг цэвэр талст нүүрстөрөгч нь олон давхаргат бүтэцтэй байдаг. Мөн хатуу гадаргуу дээр хүчтэй цохилт өгөхөд атомуудын хоорондын холбоо маш сул байгаа бүтцийн хэсгүүдэд хуваагдаж болно. Атомын задралын газруудад хуваагдал үүсдэг.

Энэ бодисын бүх элэгдэлд тэсвэртэй, бат бөх чанараараа хатуу гадаргуу дээр унахаас хамгаалагдсан байх ёстой. Энэ төрлийн нүүрстөрөгч нь бүх хатуу биетүүдээс хамгийн өндөр дулаан дамжуулалттай байдаг. Алмазын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь 20-24 Вт/см хооронд хэлбэлздэг. Алмаз бол диэлектрик гэдгийг бас хэлэх ёстой. Үүнийг энэ бодисын талст дахь атомын бондын онцлогтой холбон тайлбарлаж байна.

Хүчилтөрөгч дэх алмазын шаталтын температур 800 ° C байна. Энэ төрлийн нүүрстөрөгч нь үзэсгэлэнтэй цэнхэр дөлөөр шатдаг. Гэвч 2000°С-ийн температурт, хүчилтөрөгч байхгүй үед энэ сайхан эрдэс бал чулуу болж хувирдаг. Алмаз хайлах цэг нь 3700-4000 ° C байна.

Алмазны хамгийн үндсэн бөгөөд үнэ цэнэтэй шинж чанар нь хугарлын илтгэгч, өндөр тархалт юм. Очир эрдэнийн гялалзсан байдал нь эдгээр шинж чанаруудаас хамаардаг бөгөөд ийм байдаг онцлох тэмдэгэнэ үнэт эрдэс . Алмазны жинг каратаар хэмждэг. Нэг каратын алмазын жин ойролцоогоор 0.2 грамм байна. Энэ үнэ цэнийг тодорхойлохын тулд үнэт эдлэлчид шаардлагатай хүснэгт, мэдээлэлтэй байдаг.