Слово «алмаз» прийшло з грецької мови. На російський воно перекладається як «». І дійсно, щоб пошкодити цей камінь, потрібно докласти нелюдських зусиль. Він ріже і дряпає всі відомі нам мінерали, при цьому сам залишається неушкодженим. Йому не шкодить кислота. Одного разу з цікавості був проведений експеримент в кузні: алмаз поклали на ковадло і вдарили по ньому молотом. Залізний майже розколовся надвоє, а камінь залишився цілим.

Алмаз горить красивим блакитним кольором.

З усіх твердих тіл алмаз має найвищу теплопровідність. Він стійкий до тертя, навіть про метал. Це самий пружний мінерал, що володіє найнижчим коефіцієнтом стиснення. Цікава властивість алмазу - люминесцировать і під впливом штучних променів. Він світиться всіма барвами райдугами і цікаво переломлює колір. Цей камінь ніби насичується сонячним кольором, а потім випромінює його. Як відомо, природний алмаз негарний, справжню красу йому додає огранювання. Дорогоцінний камінь з обробленого алмаза називається діамантом.

Історія дослідів

У 17 столітті в Англії по Бойль зумів спалити алмаз, навівши на нього сонячний промінь через лінзу. Однак у Франції досвід з прокаливанием алмазів в плавильному посудині не дав ніяких результатів. Французький ювелір, який проводив експеримент, виявив лише тонкий шар темного нальоту на каменях. В кінці 17 століття італійські вчені Аверані і Тарджоні при спробі сплавити два алмаза воєдино змогли встановити температуру, при якій горить алмаз - від 720 до 1000оС.

Алмаз НЕ плавиться через міцної структури кристалічної решітки. Всі спроби розплавити мінерал закінчувалися тим, що він згорав.

Великий французький фізик Антуан Лавуазьє пішов далі, вирішивши помістити алмази в герметичний посудину зі скла і наповнивши його киснем. За допомогою великої лінзи він нагрівав камені, і вони повністю згоріли. Дослідивши склад повітряного середовища, вони з'ясував, що крім кисню в ній присутній діоксид вуглецю, що представляє собою з'єднання кисню і вуглецю. Таким чином, була отримана відповідь: алмази горять, але тільки при доступі кисню, тобто на відкритому повітрі. Згораючи, алмаз перетворюється на вуглекислий газ. Ось чому на відміну від вугілля після згоряння алмазу не залишається навіть золи. Досліди вчених підтвердили ще одна властивість алмазу: при відсутності кисню алмаз не горить, але змінюється його молекулярна структура. При температурі рівній 2000оС всього протягом 15-30 хвилин можна отримати графіт.

В се в цьому світі не вічне. Практично всі з часом перетворюється в прах. І на жаль цього ніхто не може змінити. Все ж є в нашому світі речі, які, на думку багатьох, є незмінними. Сьогодні хочу поговорити про один такий об'єкт - алмазі. Алмаз по праву вважається одним із самих твердих мінералів в світі. І всеж…

Чи відомо Вам, що алмази можуть горіти? Даний цікавий феномен був виявлений в результаті експериментів, які проводилися з цим мінералом. В результаті експериментів з'ясувалося, що при високих температурах (850-1000 градусів C) дуже твердий мінерал змінює свою структуру і перетворюється в найчистіший вуглекислий газ, не залишаючи ніяких інших речовин. У перший раз це було доведено в 1694 році, в той момент, коли вчені з Італії К.А. Тарджоні і Дж. Аверані спробували поєднати в один великий алмаз кілька алмазів дрібної величини. Температура горіння, при якій алмаз горить в в струмені чистого кисню трішки менше: 720-800 градусів С. До того ж горить мінерал красивим і блакитним полум'ям.

Знову ж цікавий, на мою той факт, що з алмазу можливо зробити звичайний графіт. Для цього потрібно всього лише тільки нагріти камінь, при відсутності кисню до температури у 2000 градусів С.

Всі перераховані факти були багато разів доведені вченими на практиці, а згодом науково обгрунтовані.

Так, що жінки пам'ятайте, що алмаз горить, Діамант на вашому пальці від високої температури може перетворитися на звичайний графіт. Пам'ятайте про це і будьте уважні, не гарячкувати.

Горіння алмазів. Відео.

Цікаві сторінки нашого сайту:

Негода. Цікаві факти про дощ

Підземна човен. секретні розробки

Прискорювач Богомолова. Чи можливо повністю знищити окремо взяту країну?

І кипіння алмаза? Чи існує мінерал в розплавленому вигляді в природному середовищі? Пошуком відповіді на ці та інші питання займемося в представленому матеріалі.

Як сформувалися алмази в надрах Землі?

Відповідно до думки вчених, алмази могли з'явитися при утворенні ядра планети в результаті впливу на розплавлену магму величезного тиску. До поверхневих ділянках земної кори дорогоцінні камені просунулися завдяки процесам газоутворення в глибинних породах. В результаті утворилися так звані алмазні трубки, що представляють собою порожнечі в кам'янистому ґрунті з великими покладами мінералу.

властивості матеріалу

Перш ніж з'ясувати, яка температура плавлення алмазу, давайте розглянемо властивості мінералу:

  1. Алмази мають найвищим показником твердості серед усіх існуючих копалин. З цієї причини жоден матеріал не здатний зруйнувати або подряпати його поверхню. Сам же він може пошкодити будь-який фізичний об'єкт.
  2. Алмаз є високоефективним ізолятор. Він стійкий до дії кислот та інших агресивних хімічних середовищ.
  3. Алмаз має найвищу теплопровідність серед всіх твердих копалин. Дорогоцінний камінь можна скільки завгодно утримувати затиснутим в долоні. При цьому його температура залишиться незмінною.
  4. Алмаз має унікальну люмінесценцію. Світлові промені будь-якого походження при проходженні через мінерал змушують його яскраво світитися і переливатися всіма кольорами веселки.

структура

По суті, алмаз складається з атомів вуглецю. Однак кожен з них розташовується в центральній частині тетраедра - багатогранника, що сформований з чотирьох площин трикутника. Таким чином забезпечується надзвичайно міцний зв'язок атомів. Цим і пояснюється висока твердість, а також значна температура плавлення алмазу.

Умови плавлення алмазів

У 2010 році в ході дослідів фізики лабораторії Каліфорнійського університету, розташованого в Берклі, визначили рівень температурного впливу на алмаз, який призводить до його плавлення. Вчені встановили, що перетворити матеріал в рідку форму в звичайних умовах неможливо, незалежно від рівня нагрівання. Досягти зазначеної мети можна лише при впливі на алмаз не тільки температурою, але і високим тиском. Підвищувати тиск необхідно, щоб мінерал не перетворювався на графіт. Таким чином, перехід діаманту в рідку форму є вкрай скрутним процесом.

Яка температура плавлення і температура кипіння алмаза?

Згідно з даними, отриманими в ході дослідження властивостей матеріалу, його плавлення в повітряному просторі під високим тиском відбувається при нагріванні до 850-1000 о С. До кипіння алмаз можна довести, впливаючи на нього температурою від 1800 до 2000 о С в вакуумі. В обох випадках при охолодженні мінерал перетворюється в графіт.

Встановлюючи, яка температура плавлення алмазу, вчені проводили досліди з використанням невеликого природного мінералу, маса якого становила 1/10 частки карата. Закипання поверхонь матеріалу відбувалося під впливом ударної хвилі, створюваної завдяки короткочасним лазерним імпульсам.

Встановити, якого показника дорівнює температура плавлення алмазу (в градусах), дослідникам вдалося лише при створенні тиску, яке в 40 млн разів перевищував нормальний тиск атмосфери на рівні моря. При зниженні тиску до 11 млн атмосфер на поверхні киплячого мінералу стали утворюватися тверді частинки, які не тонуть, а плавають подібно льоду в воді.

Де зустрічаються алмази в земній корі?

Ці мінерали надзвичайно рідкісні. Втім, промислові родовища сьогодні розробляються практично на всіх континентах земної кулі. Винятком є \u200b\u200bлише Антарктида.

До середини 19 століття вважалося, що мінерали формуються в річкових відкладеннях. Пізніше були відкриті перші алмазоносних порожнини в кам'янистій гірській грунті на глибині в кілька сотень метрів.

Згідно з даними вчених, вік деяких алмазів складає від 100 млн до 2,5 млрд років. Дослідникам вдалося роздобути більш «старі» мінерали неземного походження. Останні занесені на планету разом з метеоритами, які утворилися в космічному просторі ще до формування Сонячної системи.

Чи існують алмази в розплавленому вигляді в природних умовах?

Температура плавлення алмазу настільки висока, що на Землі мінерал не може існувати в киплячому вигляді. Однак як йдуть справи з космічними об'єктами? Відповідно до думки вчених, температура плавлення алмазу донині підтримується в надрах таких планет, як Нептун і Уран. Примітно, що останні на 10% сформовані з вуглецю, який є структурною основою цього мінералу.

Як стверджують багато вчених, на вищевказаних планетах є цілі океани алмазів в рідкій, киплячій формі. Така гіпотеза пояснює, чому магнітне поле цих небесних тіл поводиться настільки дивно. Адже Нептун і Уран є єдиними планетами в Сонячній системі, у яких географічні полюси не мають чіткого положення і буквально рознесені в просторі. Для підтвердження цікавої гіпотези залишається лише змоделювати аналогічні умови на Землі експериментальним шляхом. Однак таке рішення на даний момент залишається надзвичайно дорогим і трудомістким. Тому поки немає можливості визначити напевно, чи дійсно на прилеглих планетах є цілі океани алмазів в розплавленому вигляді.

Алмаз - дорогоцінний камінь, але його властивості фізики оцінили по достоїнству тільки в XVI столітті. І це незважаючи на те що камінь був знайдений на кілька століть раніше. Звичайно, щоб оцінити всю значущість мінералу, треба було провести чимало дослідів. Вони дали інформацію про те, яка твердість у каменю, температура плавлення алмазу, а також інші фізичні характеристики. Але з тих пір камінь використовують не тільки в якості гарного аксесуара, але ще і в промислових цілях.

Оцінка проводилася в спеціальних лабораторіях. І в результаті було з'ясовано хімічний склад алмазу, будова його кристалічної решітки, а також відкрито кілька феноменів.

плавлення алмазу

Досліди, пов'язані з температурою плавлення

Як відомо, кристалічна решітка речовини має форму тетраедра з ковалентними зв'язками між атомами вуглецю. Можливо, що саме така структура стала причиною кількох відкриттів, пов'язаних з плавленням алмазу.

Енциклопедії мінералів дають показники плавлення алмазів 3700-4000 градусів за Цельсієм. Але це не зовсім точна інформація, оскільки вони не піддаються загальноприйнятим закономірностям. Зокрема, під час плавлення були виявлені такі ефекти:

  • Використовуючи високі температури (2000 градусів Цельсія без доступу кисню), алмаз можна перетворити в графіт. При цьому подальша поведінка цієї речовини з підвищенням температури не піддається логічному поясненню. А ось процес у зворотну сторону зробити неможливо. В крайньому випадку можна отримати синтетичний камінь, кристалічна решітка якого буде відрізнятися від природних алмазів.
  • Якщо ж нагрівати камінь до температури 850-1000 градусів за Цельсієм, він перетворюється на вуглекислий газ, тобто зникає без сліду. Такий досвід провели в 1694 році дослідники з Італії Тарджоні і Аверані, намагаючись розплавити камені і з'єднати їх в один алмаз.
  • Дослідження проводилися і в 2010 році в Каліфорнії, де група фізиків зробила висновок, що домогтися плавлення алмазу неможливо, якщо поступово підвищувати температуру каменю. Щоб з'ясувати показник плавлення, необхідно, крім температури, впливати на алмаз тиском, а це ускладнює вимір. Щоб дійсно перевести алмаз в рідкий стан, вченим потрібно було прикласти чимало зусиль. Для цього вони використовували імпульси лазера, які діяли на камінь кілька наносекунд. При цьому камінь в рідкому вигляді був отриманий при тиску, в 40 мільйонів разів перевищує атмосферний на рівні моря. Крім того, якщо тиск знижувався до 11 мільйонів атмосфер, а температура при цьому на поверхні мінералу була 50 тисяч кельвінів, то на камені з'являлися тверді шматочки. Вони не тонули в інших рідинах і зовні нагадували шматочки льоду. При подальшому зниженні показника тиску, шматочки накопичувалися, утворюючи «айсберги» на плаву. Вчені зіставили, що так поводиться вуглець в складі планет Нептуна і Урану, на поверхні цих небесних тіл теж існують океани з рідким алмазом. Але щоб довести це припущення, необхідно відправити супутники до планет, що на сьогоднішній момент неможливо швидко здійснити.
  • Якщо діяти на камінь короткими світловими імпульсами в ультрафіолетовому діапазоні, то в мінералі з'являться невеликі поглиблення. Таким чином експеримент підтверджує зникнення каменю під дією потужного ультрафіолету, тобто перетворення алмаза в вуглекислий газ. Тому ультрафіолетові лазери на основі алмазу швидко ламаються і стають непридатними до використання. Але не слід переживати з приводу того, що діамант на прикрасі зникне з часом: щоб видалити один мікрограм мінералу, доведеться тримати алмаз під ультрафіолетом близько 10 мільярдів років.

Отже, показник плавлення - цікава характеристика алмаза. Вона все ще є предметом для вивчення. З появою технологій вчені знаходять нові способи перевірки цієї характеристики. На її основі можна зробити висновки з приводу походження каменю, відкрити нові способи застосування алмазу.

Доброго часу доби, дорогі друзі. Алмаз неймовірно стійкий до різного роду впливам з боку навколишнього світу. Але навіть при цьому все одно існує температура плавлення алмазу, якої можна досягти тільки за умови дотримання певних чинників.

Насправді виміряти температуру плавлення алмазів не так-то просто. Вся справа в тому, що при цьому впливає і високий тиск. Інакше є ризик перетворення каменя назад в графіт.

Експерименти з температурою плавлення алмазів

У цій історії відзначилася національна Ливерморская лабораторія ім. Лоуренса. Адже вчені каліфорнійського університету провели незвичайний експеримент, в результаті якого з'ясувалося, що алмаз плавиться при температурі 3700-4000 градусів за Цельсієм і при тиску в 11 ГПа. Досвід був проведений ще в 2010 році.

На відміну від багатьох звичайних твердих речовин, алмаз неможливо перетворити в рідину шляхом звичайного підвищення температури навколишнього повітря.

Такими спостереженнями в ході експерименту поділився Еггарт Джон, один з керівників процесу. Також він розповів, що для такого стану алмаз необхідно додатково тримати під дуже великим тиском. Як ви здогадуєтеся, виміряти температуру алмаза при цьому дуже нелегко.

А без тиску не обійтися: на повітрі горіння алмаза здійснюється при температурі, близькій до 1000 градусів за Цельсієм, а в вакуумі при 2000 градусів він перетворюється в графіт (при цьому в зворотну сторону процес повернути неможливо, в кращому випадку вийде синтетичний алмаз, який поступається своїм побратимам). Проміжного стану в обох випадках немає.

Причому досвід по дослідженню мінералу провели ще в кінці 17 століття італійські вчені, які вирішили будь-що-будь сплавити кілька примірників в єдине ціле. В результаті вдалося з'ясувати тільки температуру плавлення каменю.


Також свого часу вдалося з'ясувати, що ультрафіолетовими променями плавлення також не добитися. Адже при цьому мінерал просто починає перетворюватися в вуглекислий газ. З цієї причини не вийшло створити ультрафіолетові лазери з використанням каменю - вони просто приходять в непридатність. Але для звичайних алмазів все не так страшно. Адже для повного зникнення одного мікрограма мінералу будуть потрібні довгих 10 мільярдів років.

Хід головного експерименту

А ось і хід самого експерименту, проведеного в 2010:

  1. Вчені взяли алмаз зовсім невеликого розміру (1/10 карата).
  2. За допомогою наносекундних імпульсів лазера були утворені ударні хвилі, що створює величезний тиск.
  3. При досягненні тиску, в 40 разів перевершує атмосферного на рівні моря, алмаз досяг рідкого стану.

Але на цьому все не скінчилося. Вчені почали зменшувати тиск і знижувати температуру. В результаті з'ясувалося, що алмаз починає повертатися в тверду форму (правда шматочками) при тиску в 11 мільйонів атмосфер і 50000 кельвінів. При цьому ці шматочки плавали в останньому «бульйоні» подібно крижина в морі. Вчені вирішили і далі знижувати тиск, але при цьому не міняти температуру. І алмаз почав вести себе як звичайна вода - в ньому стало з'являтися ще більше «айсбергів», самі освіти стали більше.


незвичайні гіпотези

На підставі подібних дослідів були зроблені висновки про можливість існування подібних умов на Урані і Нептуні. Вся справа в тому, що обидві цих планети складаються з вуглецю на значні 10%.

Є версія, що океани розплавленого алмазу могли б бути основою для незвичайного магнітного поля для Нептуна і Урану, адже їх полюса рознесені (!). Тобто полюс магнітний не збігається з полюсом географічним.

Але поки гіпотези залишаються всього лише гіпотезами. Адже відсилати супутники до обох планет або намагатися моделювати їх атмосфери на Землі - заняття важкі і дорогі. Але одного разу ми достеменно дізнаємося, що ж насправді відбувається там.

До речі, якщо вас зацікавила тема космосу і цих незвичайних планет, то ми пропонуємо вам подивитися навчальний ролик про них.

Таємниці всесвіту дорогоцінних каменів розкриті ще не повністю. Заходьте частіше і дізнаєтеся чимало нового про цих дивовижних мінералах. До скорого!

команда ЛюбіКамні