Elmasın erime ve kaynama noktası nedir? Elmasın erime noktası, mineralin fiziksel özellikleri ve yapısı. Doğada elmas bulmak

İÇİNDE Bu dünyadaki her şey sonsuza kadar sürmez. Zamanla neredeyse her şey toza dönüşüyor. Ve ne yazık ki bunu kimse değiştiremez. Yine de dünyamızda birçoklarına göre değişmez olan şeyler var. Bugün böyle bir nesneden, bir elmastan bahsetmek istiyorum. Elmas haklı olarak dünyadaki en sert minerallerden biri olarak kabul edilir. Ama hala…

Elmasların yanabileceğini biliyor muydunuz? Bu ilginç olay, bu mineralle yapılan deneyler sonucunda keşfedildi. Yapılan deneyler sonucunda, çok sert bir mineralin yüksek sıcaklıklarda (850-1000 derece C) yapısını değiştirip başka madde bırakmadan saf karbondioksite dönüştüğü ortaya çıktı. Bu ilk kez 1694 yılında İtalya'dan bilim adamlarının K.A. Tardgioni ve G. Averani birkaç küçük elması tek bir büyük elmasta birleştirmeye çalıştı. Yanma sıcaklığı hangi elmas yanıyor saf oksijen akışında biraz daha azdır: 720-800 derece C. Üstelik mineral güzel bir mavi alevle yanar.

Bana göre yine ilginç olan, elmastan sıradan grafit üretmenin mümkün olmasıdır. Bunu yapmak için, oksijenin yokluğunda taşı 2000 derece C sıcaklığa ısıtmanız yeterlidir.

Yukarıdaki gerçeklerin tümü, bilim adamları tarafından pratikte defalarca kanıtlanmış ve daha sonra bilimsel olarak kanıtlanmıştır.

Yani kadınlar bunu hatırlıyor elmas yanıyor, parmağınızdaki elmas Yüksek sıcaklık sıradan grafite dönüşebilir. Bunu unutmayın ve heyecanlanmamaya dikkat edin.

Yanan elmaslar. Video.

Web sitemizin ilginç sayfaları:

Kötü hava. İlginç gerçekler yağmur hakkında

Yeraltı teknesi. Gizli gelişmeler

Bogomolov hızlandırıcı. Tek bir ülkeyi tamamen yok etmek mümkün mü?

Pırlantanın erime noktası henüz tam olarak araştırılmamış mücevher özelliklerinden biridir. Taş, yalnızca mücevherlerde değil endüstride de değer verilen benzersiz özelliklere sahiptir. Ve erime noktası da kuralın bir istisnası değildi.

Bazı mineraloglar ve araştırmacılar elmasın bu tuhaf özelliklerini kozmik kökeniyle açıklıyorlar. Yani malzemenin çok sayıda meteorun düşmesinden sonra gezegene düştüğü ve dünyanın bağırsaklarında kaldığı varsayılıyor.

Bir pırlantanın temel özellikleri

Örnek olarak elmas Mohs ölçeğine göre en yüksek sertliğe sahiptir ancak taş kırılgandır. Madde bir dielektrik ve yalıtkandır. Diamond en güçlü ambalaja, yani kristal bir kafese sahiptir. Yapı, doğası gereği yanıcı olan ve allotropik modifikasyonlara sahip tek bir karbon atomundan oluşur. Elementin elmasın yanı sıra en ünlü şekli grafittir.

Bilim adamları defalarca deneyler ve karbon modifikasyonlarıyla ilgili deneyler yaptılar. Özellikle eritme sırasında elmastan grafite ve elmastan grafite geçiş olup olmayacağını görmek istediler. Erime konusunu inceleyen son araştırmacılardan biri Kaliforniya Üniversitesi'nden bir grup fizikçiydi. Deney 2010 yılında gerçekleştirildi ve bilim adamlarının amacı elması sıvı hale dönüştürmekti.

Elmasın erime noktası

Zorluk, artan sıcaklıkla maddenin grafite dönüşmesiydi. Bu nedenle sıcaklıkla birlikte basıncın da arttırılması gerekiyordu. İlginçtir ki ters taraf işlem gerçekleştirilemez: grafit, yüksek sıcaklıkların etkisi altında bile tohum olmadan elmasa dönüşmez.

Bir maddenin erime indeksi

Halihazırda yapılan çalışmalara inanıyorsanız elmas erime göstergeleri şu seviyede:

Oksijene erişimle madde 850-1000 santigrat derece sıcaklıkta yanar. Elmas mavi bir alevle yanar, ardından iz bırakmadan kaybolur ve karbondioksite dönüşür. İtalya'dan Targioni ve Averani'den bilim adamları buna kendi deneyimlerinden ikna oldular. 1694 yılında bir deney yapmaya ve iki küçük elması tek bir büyük elmasta birleştirmeye karar verdiler. Mücevherlerin yakılmasıyla sonuçlanan birkaç girişim oldu.

• Düzgün bir erime elde etmek çok zordur. Bunu yapmak için oksijene erişimi olmayan ve değişken basınçlı cihazlarda deneyler yapmak gerekir.
• Oksijene erişim olmadan, sıcaklık 1800-2000 santigrat dereceye yükseldiğinde elmas yanması meydana gelir ve madde grafite dönüşür.
• Erime 3700-4000 santigrat derece seviyesinde gerçekleşir ancak laboratuvarlarda bu sıcaklıklara ulaşmak oldukça zordur.

Bir elmas erime eğrisi oluşturmak zordur; anormal olduğu ortaya çıkar; süreçte oksijenin varlığı da dikkate alınır. Diğer maddeler gibi benzerlikleri ve standartları yoktur. Bu nedenle gösterge hatalıdır ve sonraki deneylerden sonra değişebilir.

Bilim adamları hafif bir elmas aldılar ve bir şok dalgasının etkisi altında erime meydana geldi. Dalga nanosaniyelik lazer darbeleriyle oluşturuldu. Sıvı elmas, yani erimiş malzeme gerçekten de 40 milyon atmosfer basınçta yapılan bir deney sırasında elde edildi.

Ancak basınç ve sıcaklığın kademeli olarak 50.000 Kelvin'e yükselmesiyle birlikte elmasın sıvı yüzeyinde katı parçacıklar görünmeye başladı. Aynı zamanda beklenmedik bir keşif de parçacıkların sıvı içinde batmadığı, buzdağlarını andıran buz küpleri gibi yüzdüğü oldu. Daha fazla ısıtma sırasında sıvı değişmez ve kaynamaz. Basınç düştüğünde ve sıcaklık aynı seviyede kaldığında parçacıklar büyüdü ve tek bir bütün halinde birbirine yapıştı. Daha sonra elmas yavaş yavaş katı bir duruma dönüştü. Birkaç "buzdağı" birbirine yapıştırılır, bu süreçte sıvı buharlaşmaz.

Dünyadaki normal koşullar altında karbonun bu durumuna ulaşılamaz. Ancak araştırmacılar, Neptün ve Uranüs gibi gezegenlerin derinliklerinde karbonun tam da bu kaynama durumunda bulunduğunu düşünüyor. Orada kaynayan elmaslarla dolu okyanuslar var.

Bu konuyla ilgili herhangi bir doğrulama veya materyal yok, ancak çoğu bilim insanı hipotezle aynı fikirde. Bu varsayım aynı zamanda gezegenlerin manyetik alanlarının garip etkisini de açıklamaktadır. Bu gök cisimleri, güneş sistemindeki net coğrafi kutupları olmayan tek gök cisimleridir; sürekli hareket halindedirler. Dünyadaki durumun modellenmesi veya bu gezegenlere sefer gönderilmesi pahalı ve zaman alıcı bir süreç olduğundan, gezegenleri daha detaylı incelemek mümkün değildir.

Ancak başka bir deney, elmasın karbondioksite dönüştürülmesine adanmıştı. Bunu yapmak için bilim adamları elması güçlü ultraviyole ışınlarına maruz bıraktılar ve ardından taşta maruz kalma yerinde çöküntüler oluştu. Taş yanar ve gaz halinde birikme durumuna geçer.

Elmas bazlı lazerlerin üretimi hiçbir anlam ifade etmeyen bir buluştur. Bu tür cihazlar bozularak kullanılamaz hale gelir. Ancak elbette, yazın güneşin etkisi altında taşı takıp takamayacağınız konusunda endişelenmemelisiniz - sıradan ultraviyole ışık pırlantaya zarar vermez. Bir mikrogram minerali çıkarmak için taşı neredeyse 10 milyar yıl boyunca ultraviyole ışığa maruz bırakmanız gerekir.

Bir diğer ilginç olay ise kuyumcularda elmas ürünlerin lehimlenmesi sırasında taşın ısıtılıp işlenebilmesidir. Kuyumcular genellikle ürünleri elmaslarla lehimliyorlar. Ancak bu tür eylemler taşın bulanıklaşmasına neden olabilir ve sahibi, onu yeniden kesilmesi için vermek zorunda kalacaktır. Brülörün üzerine mikro çatlaklar veya başka hasarlar içeren elmasların yerleştirilmesi tehlikelidir - kırılgan taş parçalara ayrılacaktır.

Her deney elmas adı verilen bir maddenin incelenmesine katkıda bulundu. Ne yazık ki elmasın erimesi olgusu tam olarak açıklanamıyor. Ancak yeni bilim adamlarının çabalayacakları bir şey var, araştırma alanı hazır ve insanlık keşifleri bekliyor. Elmasın özellikleri, maddenin üretiminde ve yapay olarak yetiştirilmesinde faydalıdır. Aynı zamanda uzay araştırmalarına da yardımcı olacak.

Fiziksel ve mekanik özellikler

Ana ayırt edici özellikleri Elmas - mineraller arasında en yüksek sertlik (ama aynı zamanda kırılganlık), tüm katılar arasında en yüksek termal iletkenlik 900-2300 W/(m K), yüksek kırılma indeksi ve dağılım. Elmas bir dielektriktir. Elmas, havadaki metal için çok düşük bir sürtünme katsayısına sahiptir - yalnızca 0,1; bu, kristalin yüzeyinde bir tür yağlayıcı görevi gören ince adsorbe edilmiş gaz filmlerinin oluşumuyla ilişkilidir. Bu tür filmler oluşmadığında sürtünme katsayısı artarak 0,5-0,55'e ulaşır. Yüksek sertlik, elmasın aşınmaya karşı olağanüstü dirençli olmasını sağlar. Elmas aynı zamanda en yüksek (bilinen diğer malzemelerle karşılaştırıldığında) elastik modül ve en düşük sıkıştırma oranıyla da karakterize edilir. Kristal enerjisi 10 5 J/g-at'tır, bağlanma enerjisi 700 J/g-at'tır - kristal enerjisinin %1'inden azdır.

Elmasın erime noktası 11 GPa basınçta 3700-4000 °C'dir. Elmas havada 850-1000 °C'de yanar ve saf oksijen akışında 720-800 °C'de zayıf mavi bir alevle yanar ve sonunda tamamen karbondioksite dönüşür. Elmas, hava erişimi olmadan 2000 °C'ye ısıtıldığında 15-30 dakika içinde grafite dönüşür. Renksiz elmas kristallerinin ortalama kırılma indisi sarı renk yaklaşık 2,417'dir ve spektrumun farklı renkleri için 2,402 (kırmızı için) ila 2,465 (mor için) arasında değişir. Kristallerin beyaz ışığı tek tek bileşenlere ayırma yeteneğine dağılım denir. Elmas için dağılım 0,063'tür.

Pırlantanın önemli özelliklerinden biri de ışıldama özelliğidir. Güneş ışığının ve özellikle katot, ultraviyole ve röntgen ışınlarının etkisiyle elmaslar ışıldamaya, farklı renklerde parlamaya başlar. Tüm elmas türleri katot ve X-ışını radyasyonunun etkisi altında parlar, ancak yalnızca bazıları ultraviyole radyasyonun etkisi altında parlar. X-ışını lüminesansı pratikte kayalardan elmas çıkarmak için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Yapı

Her renkli pırlanta tamamen eşsiz bir doğa eseridir. Pırlantanın nadir renkleri vardır: pembe, mavi, yeşil ve hatta kırmızı.

Bazı renkli elmas örnekleri:

• Porter Rhodes (mavi).

Elmas teşhisi

Ayırt etmek için gerçek elmas Taklitinden dolayı, incelenen taşın ısıl iletkenliğini ölçmek için özel bir "elmas sondası" kullanılır. Elmas muadillerine göre çok daha yüksek bir ısıl iletkenlik değerine sahiptir. Ek olarak, elmasın yağla iyi ıslanabilirliği kullanılır: özel mürekkeple doldurulmuş keçeli kalem, elmasın yüzeyinde düz bir çizgi bırakırken, taklit yüzeyinde ayrı damlacıklar halinde parçalanır.

Doğada elmas bulmak

Elmas Kesim

Elmas nadir fakat aynı zamanda oldukça yaygın bir mineraldir. Endüstriyel elmas yataklarının Antarktika hariç tüm kıtalarda olduğu bilinmektedir. Çeşitli elmas yatakları bilinmektedir. Zaten birkaç bin yıl önce, alüvyon birikintilerinden endüstriyel ölçekte elmaslar çıkarılıyordu. Elmas içeren kimberlit boruları ilk kez 19. yüzyılın sonlarına doğru keşfedildiğinde, elmasların nehir çökeltilerinde oluşmadığı anlaşıldı.

Pırlantanın kökeni ve yaşı hakkında henüz kesin bir bilimsel veri bulunmuyor. Bilim adamları farklı hipotezlere bağlı kalıyorlar - magmatik, manto, göktaşı, sıvı, hatta birkaç egzotik teori var. Çoğu, magmatik ve manto teorilerine, yüksek basınç altında (genellikle 50.000 atmosfer) ve büyük derinlikte (yaklaşık 200 km) karbon atomlarının kübik kristal bir kafes - elmasın kendisi - oluşturduğu gerçeğine eğilimlidir. Kayaçlar “patlama tüpleri” olarak adlandırılan oluşumlar sırasında volkanik magma tarafından yüzeye taşınır.

Bazı çalışmalara göre elmasların yaşı 100 milyondan 2,5 milyar yıla kadar olabiliyor.

Göktaşı elmaslarının dünya dışı, muhtemelen güneş öncesi kökenli olduğu bilinmektedir. Elmaslar ayrıca, örneğin kuzey Sibirya'daki Popigai astroblemesinde büyük meteorların düşmesi sırasında darbe metamorfizması sonucu da oluşur.

Buna ek olarak, aşırı yüksek basınçlı metamorfizma birlikteliklerindeki çatı kayalarında, örneğin Kazakistan'daki Kokchetav masifindeki Kumdykul elmas yatağında elmaslar bulunmuştur.

Hem çarpma hem de metamorfik elmaslar bazen büyük rezervlere ve yüksek konsantrasyonlara sahip çok büyük yataklar oluşturur. Ancak bu tür yataklarda elmaslar o kadar küçüktür ki endüstriyel bir değeri yoktur.

Üretim ve mevduat

Ticari elmas yatakları, antik kratonlarla ilişkili kimberlit ve lamproit borularla ilişkilidir. Bu türden ana yataklar Afrika, Rusya, Avustralya ve Kanada'da bilinmektedir.

Kimberley Süreci materyallerine göre, 2008 yılında değer bazında dünya elmas üretimi 12.732 milyar dolara ulaştı (önceki yıla göre %6.7 artış gösterdi).

Rusya'da elmas arayışı neredeyse bir buçuk yüzyıl sürdü ve Yakutistan'da en zengin birincil elmas yatakları yalnızca 50'li yılların ortalarında keşfedildi. 21 Ağustos 1954'te Natalya Nikolaevna Sarsadskikh'in jeoloji ekibinden jeolog Larisa Popugaeva, Güney Afrika dışındaki ilk kimberlit borusunu keşfetti. Adı sembolikti - “Zarnitsa”. Bir sonraki, Büyük Vatanseverlik Savaşı'ndan sonra da sembolik olan Mir tüpüydü. “Udachnaya” tüpü açıldı. Bu tür keşifler SSCB'de endüstriyel elmas madenciliğinin başlangıcı oldu. Açık şu an Rusya'da çıkarılan elmasların aslan payı Yakut maden tesislerinden geliyor. Ayrıca, büyük mevduat elmaslar, Perm Bölgesi'nin Krasnovishersky bölgesinde ve Arkhangelsk bölgesinde bulunmaktadır: adını taşıyan mevduat. Primorsky bölgesi topraklarında Lomonosov ve Mezensky bölgesi topraklarında Verkhotina yatağı (adını V. Grib'den almıştır).

Eylül 2012'de medya, bilim adamlarının Krasnoyarsk Bölgesi ve Yakutia sınırında bulunan dünyanın en büyük darbeli elmas yatağı hakkındaki bilgilerin gizliliğini kaldırdığını bildirdi. Nikolai Pokhilenko'ya (yönetici) göre, bu mevduat trilyonlarca karat içeriyor.

Sentetik elmaslar

Arka plan ve ilk denemeler

1879'da İskoçyalı kimyager James Hannay, alkali metallerin organik bileşiklerle etkileşime girdiğinde karbonun grafit pulları şeklinde salındığını keşfetti ve benzer reaksiyonlar yüksek basınç koşulları altında gerçekleştirildiğinde karbonun elmas şeklinde kristalleşebileceğini öne sürdü. Parafin, kemik yağı ve lityum karışımının uzun süre kapalı, kırmızı-sıcak çelik bir boruda tutulduğu bir dizi deneyden sonra, bağımsız araştırmalardan sonra elmas olarak tanınan birkaç kristal elde etmeyi başardı. Bilim dünyasında elmasın bu kadar düşük basınç ve sıcaklıklarda oluşamayacağına inanıldığı için keşfi tanınmadı. 1943 yılında Hannay'in örneklerinin X-ışını analizi kullanılarak yeniden incelenmesi, ortaya çıkan kristallerin elmas olduğunu doğruladı, ancak analizi yürüten Profesör K. Lonsdale, Hannay'in deneylerinin bir aldatmaca olduğunu bir kez daha belirtti.

Sentez

Elması sentezleyen ilk kişi, Kiev'deki Karbür ve Elmas Aletler Merkezi Tasarım Bürosunda çalışan Valentin Nikolaevich Bakul'du ve ilk 2000 karatlık yapay elmasın üretimini organize etti; 1963'ten beri seri üretime geçilmiştir.

Elmas üretimine yönelik modern yöntemler, %95 hidrojen ve %5 karbon içeren gazdan (propan, asetilen) oluşan bir gaz ortamının yanı sıra elmasın kendisinin oluştuğu alt tabaka üzerinde yoğunlaşan yüksek frekanslı plazmayı (CVD) kullanır. Gaz sıcaklığı, atmosferik basınçtan otuz kat daha düşük bir basınçta 700-850 °C arasındadır. Sentez teknolojisine bağlı olarak elmasların substrat üzerindeki büyüme hızı 7 ila 180 μm/saat arasındadır. Bu durumda elmas, genellikle elmasın (sp3) değil, karbonun grafit (sp2) formunun stabilize edildiği koşullar altında bir metal veya seramik alt tabaka üzerinde biriktirilir. Elmasın stabilizasyonu öncelikle alt tabakanın yüzeyindeki kinematik işlemlerle açıklanmaktadır. Elmas biriktirmenin temel koşulu, alt tabakanın kararlı karbürler oluşturabilme yeteneğidir (elmas biriktirme sıcaklıklarında bile: 700 °C ile 900 °C arasında). Örneğin, Si, W, Cr'den yapılmış substratlar üzerinde elmas biriktirme mümkündür, ancak Fe, Co, Ni'den yapılmış substratlar üzerinde mümkün değildir (doğrudan veya yalnızca ara katmanlarla).

Başvuru

Ana kesim türleri şunlardır:

• yuvarlak (standart sayıda 57 kenarlı)
• fantezi, bu tür kesimleri içerir

“oval”, “armut” (ovalin bir tarafı dar açıdır), “markiz” (iki keskin açılı oval, plan olarak bir gözün stilize edilmiş görüntüsüne benzer), “prenses”, “parlak” , vesaire.

Bir pırlantanın kesim şekli, orijinal elmas kristalinin şekline bağlıdır. Maksimum değerde bir elmas elde etmek için kesiciler, işleme sırasında elmas kayıplarını en aza indirmeye çalışır. Elmas kristalinin şekline bağlı olarak işlem sırasında ağırlığının %55-70'i kaybolur.

İşleme teknolojisi açısından ham elmaslar üç büyük gruba ayrılabilir:

1. "Soubles" genellikle düzenli bir oktahedral şekle sahip kristallerdir; bunların ilk önce iki parçaya kesilmesi gerekir, bu da iki elmas üretimi için boşluklarla sonuçlanır;
2. “Makebles” - “tek parça” halinde kesilmiş, düzensiz veya yuvarlak şekilli kristaller;
3. “bölünme” - bir çatlak içerir ve daha sonraki işlemlerden önce ilk önce bölünür.

Ana elmas kesme merkezleri şunlardır: Hindistan, esas olarak 0,30 karata kadar olan küçük elmaslarda uzmanlaşmıştır; İsrail, ağırlığı 0,30 karattan fazla olan elmasları kesiyor; Çin, Rusya, Ukrayna, Tayland, Belçika, ABD, ABD'de yalnızca büyük, yüksek kaliteli elmaslar üretilirken, Çin ve Tayland'da küçük olanlar, Rusya ve Belçika'da orta ve büyük olanlar üretiliyor. Bu uzmanlık, kesicilerin ücretlendirmesindeki farklılıkların bir sonucu olarak oluşmuştur.

Teknik Bilimler Doktoru Dronova Nona Dmitrievna, 2001 yılında ham elmasları değerlendirmek için bir yöntem geliştirdi; burada büyük kristallerin maliyeti belirlenirken onlardan elde edilebilecek elmasların maliyeti tahmin ediliyor.

Ayrıca bakınız

• NV merkezi - elmasta nitrojenle ikame edilmiş boşluk

Notlar

1. TSB
2. Fizik. Rev. Lett. 70, 3764 (1993): İzotopik olarak değiştirilmiş tek kristal elmasın termal iletkenliği
3. Dronova Nona Dmitrievna. Elmasların pırlantaya dönüştürülmesi sırasında renginin değiştirilmesi (sistematik yaklaşım ve deneysel çalışmalar) Jeoloji ve mineraloji bilimleri adayının bilimsel derecesi için bir tezin özeti. Uzmanlık 04.00.20 - mineraloji, kristalografi. Moskova, 1991
4. Yuri Shelementyev, Petr Pisarev Elmasların Dünyası (Rusça). Moskova Devlet Üniversitesi Gemoloji Merkezi. - Kara elmasa karbonado denir. 23 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 8 Eylül 2010.
5. Bilim ve Teknoloji, 14 Ekim 2002
6. Dergi odası | Neva, 2003 N9 | Evgeniy Treyvus - Jeolog Popugaeva'nın Golgotası
7. 1957 Lenin Ödülü diğer jeologlara verildi. Sadece 1970 yılında Popugayeva'ya fahri diploma ve "Mevduatın Keşfi" rozeti verildi.
8. Bilim insanları Sibirya'daki darbeli elmas yatağının gizliliğini kaldırdı. Lenta.ru(16 Eylül 2012). Erişim tarihi: 18 Eylül 2012.
9. “Büyük elmas küçük olanlardan çıkar”
10. B. F. Danilov “ELMASLAR VE İNSANLAR”
11. yaratıcı bir kişinin yaşam stratejisi
12. Dergi "Üniversiteler"
13. Patlama elmaslarının üretimi ve saflaştırılması için teknoloji // Katı Hal Fiziği, 2004, cilt 46, sayı 4. - C.586
14. lenta.ru: "Yeni Bilim Adamı" malzemelerine dayanarak "Yeni teknoloji, her boyutta elmas oluşturmanıza olanak sağlayacak"
15. Yeni n-Tipi Elmas Yarı İletken Sentezlendi
16. Ekimov, E.A.; V. A. Sidorov, E. D. Bauer, N. N. Mel"nik, N. J. Curro, J. D. Thompson, S. M. Stishov (2004). “Elmasta süper iletkenlik.” Doğa 428 (6982): 542-545. DOI:10.1038/nature02449. ISSN 0028-0836. Erişim tarihi: 2010-02-22.
17. Çok Kristalli Elmas İnce Filmlerde Süperiletkenlik

Edebiyat

• Dronova N.D., Kuzmina I.E. Ham elmasların özellikleri ve değerlendirilmesi. - M.: MGGU, 2004. - 74 s.
• Epifanov V.I., Pesina A.Ya., Zykov L.V. Elmasları pırlantaya dönüştürme teknolojisi. - öğretici orta için Meslek okulu. - M.: Yüksekokul, 1987.
• Orlov Yu.L. Elmasın mineralojisi. - M.: Nauka, 1984.

Bağlantılar

	Portal "Jeoloji"

Peki ya kaynayan elmas? Mineral doğal ortamda erimiş halde mevcut mu? Sunulan materyalde bu ve diğer soruların cevaplarını arayacağız.

Dünyanın derinliklerinde elmaslar nasıl oluştu?

Bilim adamlarına göre elmaslar, gezegenin çekirdeğinin oluşumu sırasında erimiş magma üzerindeki muazzam basıncın etkisi sonucu ortaya çıkmış olabilir. Değerli taşlar, derin kayalardaki gaz oluşum süreçleri nedeniyle yer kabuğunun yüzey bölgelerine doğru ilerlemiştir. Sonuç olarak, büyük mineral yataklarına sahip kayalık toprakta boşluklar olan elmas borular adı verilen borular oluştu.

Malzeme özellikleri

Elmasın erime noktasının ne olduğunu öğrenmeden önce mineralin özelliklerine bakalım:

1. Elmaslar mevcut fosiller arasında en yüksek sertliğe sahiptir. Bu nedenle hiçbir malzemenin yüzeyini tahrip etme veya çizme özelliği yoktur. Kendisi herhangi bir fiziksel nesneye zarar verebilir.
2. Elmas oldukça etkili bir yalıtkandır. Asitlere ve diğer agresif kimyasal ortamlara karşı dayanıklıdır.
3. Elmas tüm katı mineraller arasında en yüksek termal iletkenliğe sahiptir. Mücevher istediğiniz kadar avucunuzun içinde tutulabilir. Aynı zamanda sıcaklığı değişmeden kalacaktır.
4. Elmasın benzersiz bir ışıltısı vardır. Herhangi bir kaynaktan gelen ışık ışınları, bir mineralin içinden geçerken, onun parlak bir şekilde parlamasını ve gökkuşağının tüm renkleriyle parıldamasını sağlar.

Yapı

Esas olarak elmas karbon atomlarından oluşur. Bununla birlikte, bunların her biri, bir üçgenin dört düzleminden oluşan bir çokyüzlü olan bir tetrahedronun orta kısmında bulunur. Bu, atomlar arasında son derece güçlü bir bağ sağlar. Bu, elmasın etkileyici erime noktasının yanı sıra en yüksek sertliğini de açıklar.

Elmas Erime Koşulları

2010 yılında, deneyler sırasında, Berkeley'de bulunan Kaliforniya Üniversitesi laboratuvarından fizikçiler, elmasın erimesine yol açan sıcaklığa maruz kalma düzeyini belirlediler. Bilim adamları, ısınma seviyesi ne olursa olsun, normal koşullar altında malzemeyi sıvı forma dönüştürmenin imkansız olduğunu bulmuşlardır. Bu hedefe ancak elmasın sadece sıcaklığa değil aynı zamanda yüksek basınca maruz bırakılmasıyla ulaşılabilir. Mineralin grafite dönüşmemesi için basıncı arttırmak gerekir. Dolayısıyla elmasın sıvı forma geçişi son derece zor bir süreçtir.

Elmasın erime noktası ve kaynama noktası nedir?

Malzemenin özelliklerinin incelenmesi sırasında elde edilen verilere göre, 850-1000 o C'ye ısıtıldığında hava boşluğunda yüksek basınç altında erime meydana gelir. Elmas, 1800 ila 2000 o C sıcaklığa maruz bırakılarak kaynatılabilir. C boşlukta. Her iki durumda da mineral soğutulduğunda grafite dönüşür.

Elmasın erime noktasını belirlemek için bilim adamları, kütlesi 1/10 karat olan küçük bir doğal mineral kullanarak deneyler yaptılar. Malzeme yüzeylerinin kaynaması, kısa süreli lazer darbelerinin yarattığı şok dalgasının etkisi altında meydana geldi.

Araştırmacılar, yalnızca deniz seviyesindeki normal atmosfer basıncından 40 milyon kat daha yüksek bir basınç oluşturarak elmasın erime noktasının (derece cinsinden) ne olduğunu belirleyebildiler. Basınç 11 milyon atmosfere düştüğünde kaynayan mineralin yüzeyinde batmayan, suda buz gibi yüzen katı parçacıklar oluşmaya başladı.

Elmaslar yerkabuğunda nerede bulunur?

Bu mineraller oldukça nadirdir. Ancak günümüzde neredeyse tüm kıtalarda sanayi yatakları geliştirilmektedir. küre. Tek istisna Antarktika'dır.

19. yüzyılın ortalarına kadar minerallerin nehir çökeltilerinde oluştuğuna inanılıyordu. Daha sonra, kayalık dağ toprağında birkaç yüz metre derinlikte ilk elmas içeren oyuklar keşfedildi.

Bilim adamlarına göre bazı elmasların yaşı 100 milyon ila 2,5 milyar yıl arasında değişiyor. Araştırmacılar, dünya dışı kökenli “eski” mineralleri elde etmeyi başardılar. İkincisi, Güneş Sisteminin oluşumundan önce bile uzayda oluşan meteorlarla birlikte gezegene getirildi.

Elmaslar doğal koşullarda erimiş halde bulunur mu?

Elmasın erime noktası o kadar yüksektir ki, mineral artık Dünya'da kaynayan formda bulunamaz. Peki ya uzay nesneleri? Bilim adamlarına göre elmasın erime noktası Neptün ve Uranüs gibi gezegenlerin derinliklerinde hala korunuyor. İkincisinin% 10'unun bu mineralin yapısal temeli olan karbondan oluşması dikkat çekicidir.

Birçok bilim adamına göre, yukarıdaki gezegenlerde sıvı, kaynayan formda elmaslardan oluşan okyanuslar var. Bu hipotez, bunların manyetik alanının neden gök cisimleriçok tuhaf davranıyorsun. Sonuçta Neptün ve Uranüs, güneş sistemindeki coğrafi kutupları net bir konuma sahip olmayan ve uzayda tam anlamıyla ayrılmış olan tek gezegenlerdir. İlginç bir hipotezi doğrulamak için geriye kalan tek şey Dünya'daki benzer koşulları deneysel olarak simüle etmektir. Ancak böyle bir çözüm şu anda oldukça pahalı ve zaman alıcı olmaya devam ediyor. Bu nedenle, yakındaki gezegenlerde gerçekten erimiş elmas okyanuslarının bulunup bulunmadığını kesin olarak belirlemek henüz mümkün değil.

Elmasların yandığı gerçeği 17. yüzyılda kanıtlandı. Ancak bugün bu konu yeni bir güçle alevlendi ve sadece bilim adamlarının değil, aynı zamanda bilim adamlarının da dikkatini çekti. sıradan insanlar. "Aşılmaz" taş, araştırmanın ana konusu haline geldi. Çünkü teknolojinin gelişmesiyle birlikte pırlantaya olan ihtiyaç da arttı. Makaleyi okuyun ve insanlığın mineralin yanıcılığını nasıl öğrendiğini, Lavoisier'in tarihinde nasıl bir rol oynadığını ve bu deneylerin bize neler verdiğini öğreneceksiniz.

Tarihin dalgaları boyunca...

Sorgulayan beyinler her zaman en çılgın teorileri ortaya atmıştır. Elmas ve özellikleriyle ilgilenmeleri şaşırtıcı değil. Taş dünyadaki en dayanıklı taşlardan biri olmasının yanı sıra en pahalı olanıdır. Bir elmasın yandığının tespiti ancak 17. yüzyılda mümkün olmuştur.

Bu övgü İngiliz fizikçi Boyle'a aittir. Üzerine güneş ışını tutarak elması bir mercek aracılığıyla yakmayı başardı. Ancak Fransız bilim adamlarının deneyi tekrarlama girişimleri başarısızlıkla sonuçlandı. Taşı bir eritme kabına yerleştirdiler ve elde ettikleri tek şey kristallerin üzerinde koyu bir kaplama oldu.

Antoine Lavoisier'in kristal çalışmalarına katkıları

Fransız fizikçi Antoine Lavoisier, mineralin incelenmesine büyük katkı sağladı. Elmasların hava varlığında yandığını kanıtladı. Deneyi için o:

• taşı cam bir kaba koydu;
• oksijenle doldurdum;
• mantarlı.

Bir mercek kullanarak elmasları ısıtarak onların soluk mavi bir alevle tamamen yanmasını sağladı. Ancak şişede kül bulunamadı. Şişedeki havayı inceledikten sonra içinde karbondioksit bulunduğunu öğrendi.

Lavoisier'in deneyleriyle elmasın yakılabileceğini kanıtlamaya çalışmaması ilginçtir - bu tesadüfen oldu. Deneylerinin özü, flojiston teorisini çürütmekti.

Kapalı kapsüllerde yanan maddeler üzerinde deneyler yapan Lavoisier, "bilim camiasının" dikkatini onlara çekemedi. Bunu düzeltmek için bir parça elmas yakacağını ilan etti. Bu hamle, çalışmalarının etkinliğini kanıtladı ve elmasın gizemlerinden birini dünyaya gösterdi.

Dünyayı değiştiren keşif

Artık tanıdık olduğunu düşündüğümüz her şey, elmasın alev alıp almamasına bağlıydı. Öncelikle Lavoisier'in deneyi sayesinde flojiston teorisi reddedildi. Ona göre bir reaksiyon her zaman iki maddeyi gerektirir. Biri verme yeteneğine sahip, diğeri alma yeteneğine sahip. Bunun yerini enerjinin korunumu yasası aldı: Hiçbir şey hiçbir yerden gelmez ve hiçbir şey hiçbir yere kaybolmaz.

Bu yasa sayesinde elmasın yandığında karbona dönüştüğünü öğrenmek mümkün oldu. Bu da bize ikinci olarak şunu verdi: Eğer elmastan karbon elde edilebiliyorsa, o zaman ters reaksiyonun da olması gerekir.

Bilim insanları bu teoriyi geliştirirken elmasın sentezlenebileceğini buldular. Keşif geniş yankı uyandırdı çünkü mineral yaşamın birçok alanında kullanılıyor. Yapay olarak elde etme yeteneği, paha biçilmez bir kaynağın sınırsız arzıdır.

Doğanın şakası: değerli taşlar arasında bukalemunlar

Söylediğimiz gibi elmaslar 720 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda yanmaya başlar. Bilim insanları bazı taşlar üzerinde deneyler yaparken, taşlar 120-150 grama ulaştığında mineralin renk değiştirdiğini fark ettiler. Bu onları ilginç bir keşfe götürdü.

Bukalemun elmasları doğada mevcuttur. Tipik olarak zeytin rengindedirler. Ancak ısıtılırlarsa renk zengin kahverengiye veya turuncu-sarıya dönüşür. Etki kısa sürelidir. Taşlara müdahale etmeye devam ederseniz yanarlar.

Bukalemun elması uzun süre orada kalırsa karanlıkta bile rengini değiştirebilir. Bilim insanları hâlâ bu gizemi çözemiyor. Aynı anda 39 test gerçekleştirdikleri için anlaşamadılar. Bazıları bunun nedeninin hidrojen karışımından kaynaklandığına inanırken, diğerleri taşın ışıldayan özellikler kazandığına inanıyor.

Bunu yeniden yayınlayarak arkadaşlarınıza anlatın.