Действительно ли бриллианты вечны?

Действительно ли бриллианты вечны?

Теоретически алмазов хватит на вечность. Химически нет

Теоретически алмазов хватит на вечность. Химически нет. Графит - более стабильная форма углерода, поэтому алмаз в конечном итоге превратится в графит ... но это еще не все.

Слово «алмаз» происходит от греческого слова adamas, что означает «непобедимый, непобедимый». Впервые обнаруженные где-то в 4 веке до нашей эры, некоторые из самых ценных алмазов в мире были датированы и, как выяснилось, образовались от 100 миллионов до даже миллиардов лет назад. Чтобы обладать этими вечными алмазами, люди прибегли ни к чему, кроме предательства ( см . Кровавые алмазы Африки).

Вся эта кровь и слава для блестящего камня ... который на самом деле нельзя ни победить, ни непобедимо.

Да, бриллианты не вечны. Вместо этого они могут превратиться в самый крутой обыденный объект, который только можно представить - графит. Да, тот самый графит, который есть в вашем карандаше.

С другой стороны, алмазы могут просто гореть до углекислого газа.

Итак, почему алмаз может превратиться в графит или гореть? И как долго может прослужить бриллиант?

Бриллианты на самом деле не вечны.

(Предупреждение о спойлере: с бриллиантом в вашем обручальном кольце все будет в порядке, но с бриллиантом, который вы используете для резки металла, наверняка не подойдет.)

Алмаз - это аллотроп углерода

По отдельности углерод - это просто углерод, элемент с атомным номером 6, и это не металл.

Однако, когда углерод связывается с другими атомами углерода, он может создавать множество структур, каждая из которых обладает уникальным набором свойств. Эти разные формы называются аллотропами.

Аллотропы - это особенность неметаллических элементов, таких как углерод, кремний и фосфор (который имеет 6 аллотропов).

Однако углерод имеет множество аллотропов из-за своей валентности. Углерод имеет четыре доступных электрона, которыми можно поделиться с другими элементами для создания соединений. Эта валентность дает ему уникальную гибкость, позволяющую образовывать различные структуры при соединении с другими атомами углерода.

Алмаз имеет октаэдрическую структуру, в которой каждый отдельный атом углерода присоединяется к четырем другим атомам углерода, образуя своего рода трехстороннюю пирамидальную структуру.

Аллотропы, Углерод, Графит, Алмаз, Фуллерен, графен., Кристалл, Структуры., Нанотехнологии., Вектор

Обратите внимание, как самые верхние углеродные связи в алмазе выглядят как трехсторонняя пирамида. (Фото: Инна Бигун / Shutterstock)

Другие углеродные аллотропы образуют листы (графит и графен), сферы (бакминстерфуллерен) и даже некоторые странные наноструктуры.

Графит, а не алмаз, является наиболее стабильным аллотропом углерода.

Хотя тетраэдрическая структура алмаза делает его самым твердым веществом, известным человеку, это не самая стабильная форма углерода.

Это название принадлежит графиту.

Понимаете, алмаз - это метастабильная структура углерода. Метастабильный в химии означает, что структура более или менее стабильна при определенных условиях, но даже более стабильное состояние существует.

Распространенная аналогия - представить мяч, катящийся по долине. Самым стабильным местом для мяча будет дно долины (как видно из более глубокой долины на картинке ниже).

Теперь представьте, что мяч застревает в лунке меньшего размера (меньшей долине, в которой можно увидеть мяч).

Шар устойчив в меньшем колодце, но поскольку колодец выше дна долины, это не самое стабильное его состояние. Однако мяч останется там, если не будет проведена работа по вытаскиванию мяча из колодца на дно долины.

 

Представление о стабильности химических веществ.

Представление о стабильности химических веществ.

Наш алмаз похож на шар в колодце, а графит - на шар на дне долины.

С точки зрения химии, алмаз кинетически стабилен, потому что он хорошо удерживается в скважине, но он термодинамически нестабилен, потому что существует более стабильная форма графита, в которую он может преобразоваться при правильных условиях.

Итак, почему алмазы не превращаются в графит?

Итак, если есть более стабильная форма, почему не все алмазы на Земле превратились в графит? На то есть две причины.

Во-первых, алмаз устойчив в условиях, существующих на Земле. Кроме того, графит всего на несколько электронвольт стабильнее алмаза (на Земле). Разница в стабильности алмаза и графита не так уж и велика.

Во-вторых, для преобразования алмаза в графит требуется большая энергия.

Другими словами, энергия, необходимая для того, чтобы вывести алмаз из колодца на дно долины, где он превратится в графит, очень велика.

В прошлом химики и геологи пытались превратить алмаз в графит. Они обнаружили, что при сжатии алмаза индентором (в основном острым предметом, которым можно протыкать алмаз) поверхность алмаза, контактирующая с индентором, превращается в графит.

Если сжимать бриллиант - не ваш стиль, ученые также обнаружили, что низкое давление и очень высокая температура (от 1500 до 1900 градусов по Цельсию и более) подойдут. Добавьте в смесь железо, и это еще больше ускорит процесс (называемый графитизацией).

 

алмаз на поверхности земли;  алмаз при 1900 ° С;  Непобедимый и непобедимый мем

У бриллиантов тоже есть свои слабости

Однако не подвергайте алмазы воздействию высоких давлений, если вы хотите превратить их в графит. Алмазы более устойчивы при высоком давлении, чем графит, именно так они образуются в мантии Земли (и даже на некоторых астероидах!). Однако при определенных условиях алмазы могут превращаться в графит даже под высоким давлением.

Как долго прослужат бриллианты?

Учитывая то, что мы объясняли выше, алмаз на вашем обручальном кольце или в короне королевы Англии, скорее всего, будет длиться вечно.

Однако, если вы используете алмаз в качестве инструмента для резки или шлифовки вещей, особенно железных, возможно, вам стоит обратить на него внимание.

Часть алмаза, контактирующая с железом (или чем-то еще, что режет алмаз), может достаточно нагреться, чтобы превратиться в графит. Если даже крошечные кусочки алмаза превращаются в графит каждый раз, когда вы что-то режете, алмаз в конечном итоге полностью превратится в графит.

Или вы можете просто сжечь алмаз, используя всего лишь увеличительное стекло и солнце. Именно это сделали в 1694 году два человека , натуралист Джузеппе Аверани и врач Чиприано Тарджони из Флоренции. Они взяли увеличительное стекло и сфокусировали солнечный свет на алмаз - только чтобы увидеть, как камень исчезает на их глазах!

Знание того, насколько легко манипулировать алмазом и как мало отделяет драгоценный алмаз от графита в наших карандашах, должно заставить нас переоценить то, что мы считаем ценным и ценным в этом мире!

Поделитесь с друзьями:


- Почему в регионах отказываются от COVID-вакцинации, - соцопрос
- Игорь Валерьевич - лучшая няня, у которой раньше работал Зеленский
- Сирано де Бержерак: человек и персонаж
- "Конкурента Зеленского" купили олигархи? ВИДЕО
- Когда человечество начало использовать одежду
00:43Июль, 02 2021 692

Хотите первыми получать новости и важную и полезную информацию? Подписывайтесь на наши аккаунты в мессенджерах и соцсетях:

Telegram  Twitter  Facebook  Instagram  GoogleNews RSS

ТОП Новости 
неделя
месяц