Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита

Разница между алмазом и графитом

Твердый, играющий на свету алмаз и непрозрачный, легко отслаивающийся графит образно можно назвать родными братьями. Ведь в химическом составе того и другого присутствует единственный элемент – углерод. Выясним, почему, имея общее происхождение, эти минералы настолько не похожи друг на друга и чем отличается алмаз от графита.

Определение

Алмаз – минерал, основой которого является углерод. Характеризуется метастабильностью, то есть способностью в обычных условиях неограниченно долго существовать в неизменном виде. Помещение алмаза в специфические условия, например в вакуум при повышенной температуре, приводит к его переходу в графит.

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графитаАлмаз

Графит – минерал, выступающий модификацией углерода. При трении от общей массы вещества отделяются чешуйки. Наиболее известное применение графита – изготовление из него карандашного грифеля.

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графитаГрафит к содержанию ↑

Сравнение

Явление, при котором вещества имеют различные свойства, но образованы общим химическим элементом, называется аллотропией. Однако в природе, пожалуй, больше не найдется таких абсолютно разных аллотропных форм одного и того же элемента. Чем объясняется отличие алмаза от графита?

Решающую роль здесь играют особенности кристаллической структуры каждого из веществ. Скажем про алмаз. Связь между его атомами невероятно прочная. Это обусловлено способом их расположения относительно друг друга. Смежные атомные ячейки вещества имеют кубическую форму. Частицы расположены в углах ячеек, на их гранях и внутри них. Этот тип строения называется тетраэдрическим.

Такая геометрия атомов обеспечивает наиболее плотную их организацию, благодаря чему алмаз становится твердым, не поддающимся деформации. Вместе с тем это хрупкое вещество, способное раскалываться от удара. Строением также обуславливается высокая теплопроводность алмаза и свойство его кристаллов преломлять свет.

Графит обладает иной структурой. На атомном уровне он состоит из пластов, расположенных в разных плоскостях. Каждый пласт составляют примыкающие друг к другу шестиугольники, подобно сотам. Связь между атомами, которые являются вершинами шестиугольников, сильна только в пределах каждого слоя. А атомы, находящиеся в разных слоях, практически независимы друг от друга.

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графитаСтруктура графита

След от карандаша – это легко отделяемые слои графита. Вещество из-за особенностей строения поглощает свет, принимая достаточно невзрачный вид (но с металлическим блеском), и обладает электропроводностью.

Присущие минералам свойства определяют их пригодность в той или иной сфере. В чем разница между алмазом и графитом относительно их применения? Блистающий алмаз идеален для ювелирного производства. А твердость этого материала позволяет изготавливать из него качественные резцы по стеклу, суперпрочные сверла и другие востребованные изделия.

Графитовые стержни при протекании многих процессов играют роль электродов. Измельченный графит входит в состав минеральных красок и применяется как смазочный материал. А из смеси этого вещества и глины производят специальные емкости для плавки металлов.

Источник

Отличия и сходства алмаза и графита: наглядное сравнение в таблице и взаимопревращения

Абсолютно разные, но при этом одинаковые – это про графит и алмаз. Их сравнение помогает осознать всю нестандартность ситуации с двумя этими веществами.

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита

Мифы и заблуждения об алмазе и графите

Долгое время считалось, что непохожие друг на друга диамант и графит – это разные вещества. В 1797 г. ученый-химик С. Теннант провел серию опытов, в которых сравнил состав, доказав, что в их основе лежит углерод.

При сравнении строения алмаза и графита на атомном уровне выявляется существенная разница:

Свойства алмаза и графита зависят от строения кристаллической решетки, потому кардинально различаются, общей у них является способность проводить тепло, нагреваясь при этом. Если провести сравнение по остальным показателям, то они отличаются:

Физические и химические свойства минералов

Химическая формула алмаза и графита едина – это углерод, обозначенный в таблице Менделеева как С. В самоцвете имеются примеси магния, железа, азота, алюминия, что придает ему цвет.

Тип кристаллической решетки алмаза кубический, графита – гексагональный. Это объясняет то, что твердость алмаза в 5 раз больше, чем у его «собрата».

Сравнение физических свойств алмаза и графита представлено в таблице:

КритерийАлмазГрафит
Кристаллическая решеткаКубическаяПлоская
ПрозрачностьПрозрачен, полупрозрачен, реже мутныйНепрозрачен
ЭлектропроводностьОтсутствуетХорошая
ТеплопроводностьПрисутствуетПрисутствует
Температура плавления4000 °С3890 °С
ЦветБесцветный, голубой, белый, желтый и дрСерый
Плотность3,56 кг/ м³2,23 кг/ м³
Агрегатное состояниеТвердоеТвердое
Твердость по шкале Мооса102

Сходство и взаимопревращения алмаза и графита

У мягкого серого графита и твердого прозрачного алмаза общая основа – углерод, т. е. они состоят из одного вещества. Это натолкнуло ученых на мысль о попытке преобразовать графит в алмаз.

Получить алмаз из графита можно в лаборатории или домашних условиях. В первом случае нужны следующие условия:

Для домашних экспериментаторов есть 2 способа. В первом понадобится:

Провод привязывается к графиту, опускается в емкость. После охлаждения в морозильной камере или с помощью жидкого азота через полученную конструкцию с проводом пропускается ток. Это способствует перестройке кристаллической решетки, быстрому преобразованию в самоцвет.

Второй способ предполагает появление алмаза из смеси соли, графита и дистиллированной воды. Нить опускается в банку с подготовленным раствором, на ней постепенно нарастает кристалл.

Также смотрите обратный способ получения графита из искусственных алмазов:

Области применения углеродных минералов

Углеродные минералы обладают большим спектром свойств, позволяющих применять их в разных областях жизни. Встретить их можно в кольце, карандаше, приборе для резки металла, стекла. Если провести сравнение сфер использования, то можно увидеть, что они пересекаются только в одной точке – взаимопревращении.

Алмаз

Основная область применения минералов – ювелирное дело. В процессе обработки камень становится бриллиантом, обретая высокую цену. Вторая роль самоцвета – материальная.

Для некоторых бриллианты – это вариант капиталовложения.

Источник

Отличия и сходства алмаза и графита: наглядное сравнение в таблице и взаимопревращения

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита

Алмаз и графит

Оба камня используют при производстве. Свойства минералов делают их незаменимыми. Алмазы также часто используют в ювелирном деле, что обосновано внешними параметрами материала. Подобные бриллианты считаются одними из самых дорогих элементов украшений.

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита

Графит же относится к наиболее дешевым материалам, однако это не уменьшает его востребованность.

Сходства

Главной и единственной схожестью камней является тот факт, что они состоят из одного вещества – углерода. Несмотря на огромную разницу в других показателях, в плане химических свойств они отличаются только формой молекулярной решетки. Таким образом, формула обоих камней будет крайне проста – С. Также оба минерала выделяются способностью проводить тепло.

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита
ГРАФИТ

Отличия

Графит и алмаз невозможно спутать друг с другом. Их строение оказало сильное влияние на физические параметры камней.Основные отличия заключаются в следующем:

Однако самым главным отличием камней считается их твердость. Именно она определяет назначение этих двух минералов. Алмаз является самым твердым материалом в мире. Его собрат, наоборот, отличается высокой мягкостью: он крошится при малейшем воздействии.

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита

Состав минералов

Первое, с чего начнем рассмотрение характеристики алмаза и графита, это состав минералов. Оба – из углерода, шестого элемента периодической системы.

Поскольку алмаз и графит состоят из частиц углерода, тип вещества у них – индивидуальный, а качественный состав образован соединениями атомов углерода. Формула алмаза и графита в химии проста – С, углерод. Этот химический элемент не имеет запаха, поэтому ни алмаз, ни графит ничем не пахнут.

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита

Хотя химическая формула алмаза имеет схожесть с формулой графита, у структур, в которые соединяются атомы углерода, образуя кристаллическую решетку, есть разница.

Когда у минералов кристаллические решетки имеют отличие, но для них характерен идентичный химический состав, их называют полиморфами. Рассматриваемые минералы – разные виды полиморфных модификаций углерода.



Характеристики алмаза и графита

Плотность драгоценного камня составляет 10 баллов по шкале Мооса (максимально возможный показатель). Это также означает, что обработать алмаз весьма сложно. Он может полностью противостоять даже воздействию сильных кислот. Плавление начинается с температуры 3700-4000°C. Форма образований исключительно кристаллическая. Образец, не прошедший огранки, обладает шероховатой поверхностью с крайне слабым блеском. Цвет может варьироваться в зависимости от наличия примесей.

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита
СИНИЙ АЛМАЗ

Графит отличается слоистостью структуры. Он имеет волнистую форму минимальной выраженности. Его принято делить по 3 параметрам:

Природные представители чаще всего отличаются скрытностью кристаллической формы. Подобные образования выделяются довольно высокой твердостью. Однако добытый материал является более мягким, а при нагревании вовсе становится хрупким. Блеск графита металлический, степень проявления может варьироваться от почти незаметного до сильного. Его плотность по шкале Мооса составляет всего 1 балл. Плавление происходит при температуре 2500-3000°C. Цвет камня от серого до черного.

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита

Химическая связь в углеродных минералах

Частицы, из которых состоят твердые вещества, соединены в кристаллические решетки. Науке известны 4 вида таких решеток – ионная, молекулярная, атомная и металлическая.

Внешне драгоценный кристалл схож с кристаллами соли, но у солей ионная кристаллическая решетка.

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита

Тип кристаллической решетки алмаза, как и его полиморфа графита, атомная. В ее узлах лежат атомы углерода. Агрегатное состояние – твердое тело. Но все же по твердости углеродные полиморфы различны.

Свойство алмаза быть таким прочным обусловлено силой химической связи атомов. Структура диаманта трехмерная, атомы углерода в нем расположены в форме трехгранной пирамиды, тетраэдра. Каждая атомарная частица одинаково крепко соединяется со всеми четырьмя соседними, это осуществлено посредством ковалентной связи.

Атомарно графит – это множество слоев шестиугольных фигур, в каждой вершине которых расположен атом углерода. Его слоистая структура двухмерна. Связь в слоях ковалентная сильная, а между слоями гораздо слабее, как у веществ с молекулярной кристаллической решеткой. Пласты связаны непрочно. Поэтому твердость графита меньше по сравнению с бриллиантом.

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита

Где и как добывают

Графит добывается по всему миру. Примерное содержание материала на планете составляет 600 млн тонн. Алмаз же образуется при попадании метеоритов на Землю, что обосновано огромными температурами и давлением. Поэтому содержание ювелирного представителя крайне низкое, а при создании украшений чаще всего используются синтетические камни. Этот драгоценный камень встречается на следующих территориях:

Перечисленные зоны славятся относительно большим количеством алмазов, однако на редкость минерала влияет и сложность его добычи. Обнаруженные камни измельчают, а также сортируют для подбора пригодных образцов. Лишь малая часть сырья может быть использована для ювелирной обработки. Графит, с другой стороны, добывается во многих странах:

Данный материал находится глубоко под землей, поэтому для его добычи необходимы бурильные установки. Также сырье, перед сортировкой и применением требуется раздробить. Образования этого вида сырья отличаются довольно высокой прочностью, что приводит к дополнительным затратам на обработку.

Как добыть алмаз из графита

Превращение графита в алмаз является не только возможным, но и часто используемым методом добычи. Такой драгоценный камень не будет считаться натуральным, поэтому его стоимость ниже. Однако подобное сырье более многочисленно, легче поддается огранке. Большинство бриллиантов на самом деле являются искусственными. Однако у них есть определенное преимущество – их твердость еще выше, чем у натуральных образцов.

Возможность добычи алмаза из графита была доказана в 1995 году. Обладая идентичным составом, оба представителя различаются лишь условиями образования. Для того, чтобы получить драгоценный материал из распространенного камня, повышается температура и давление. Первый показатель должен достигать 2500 °C. Второй – 120000 атмосфер. При соблюдении условий алмаз образуется за несколько месяцев. Однако сейчас существуют методы ускоренной обработки, позволяющие создать новый минерал за 2-3 недели.

Получение искусственного графита

Данный процесс проводится заметно реже, т. к. он не востребован. Для превращения алмаза в менее ценного собрата требуется наличие достаточно высокой температуры – 1500 °C. Также важным требованием является полное отсутствие воздуха. Давление может быть различным, ибо оно не считается одним из главных условий. Относясь к дополнительному воздействию, давление ускоряет процесс образования графита.

Однако существует и другой способ создания искусственного материала. Кристаллы такого образца выражены слабо, а также он отличается наличием некоторой прозрачности. Сырье представляет собой нефтяной кокс, антрацит, уголь светильного газа и различные отходы производства. Такой образец имеет одно преимущество перед натуральным аналогом – его текстура менее пористая, он легче поддается обработке.

Определение

– минерал, основой которого является углерод. Характеризуется метастабильностью, то есть способностью в обычных условиях неограниченно долго существовать в неизменном виде. Помещение алмаза в специфические условия, например в вакуум при повышенной температуре, приводит к его переходу в графит.

– минерал, выступающий модификацией углерода. При трении от общей массы вещества отделяются чешуйки. Наиболее известное применение графита – изготовление из него карандашного грифеля.
Графит

Области применения графита и алмаза

Графит и алмаз часто используют в промышленности. Более распространенный представитель применяют для:

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита

Наиболее распространенным при этом считается именно натуральное сырье. Искусственный материал используется реже. Запасы алмазов значительно ниже, соответственно использовать натуральный камень невыгодно. По этой причине основная масса подобных минералов, которые используются для промышленных целей, являются искусственными. Они применяются для:

Кроме того, этот ценный камень считается самым востребованным, а также популярным элементом украшения. Поэтому большая часть натуральных алмазов используется как ювелирный материал.

Медицинская сфера использования

Благодаря вышеописанным качествам, алмаз стал незаменимым материалом в медицинской сфере. Хотя это сравнительно новая область его применения (в отличие от промышленности), уже сейчас понятно, что за ним будущее.

Пока основная сфера применения алмазного порошка в медицине – создание качественного инструмента. Скальпель со специальным покрытием используется в хирургии, делая разрезы более точными. Он незаменим при сложных операциях. Например, на спинном или головном мозге.

Помимо скальпеля, алмаз используется для создания ножниц и зажимов. Материал применяется при изготовлении стоматологического оборудования. В стадии разработки находится проект медицинского лазера, где минерал выступит в качестве проводника.

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита

Интересно, что начиная с 1953 года, около 97% технологических алмазов, заменили искусственные кристаллы. Узнать о них больше вы можете, прочитав статью «Об искусственных алмазах и бриллиантах».

Как отличить алмаз от подделки

Чаще всего для создания искусственных образцов используется стекло. Графит требует больше вложений и времени, а также внешне никак не отличается от настоящего образца. Натуральный камень должен удовлетворять следующим критериям:

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита
ИСКУССТВЕННЫЙ АЛМАЗ
На такое дорогостоящее изделие часто выдается специальный сертификат, который служит доказательством его происхождения. Также бриллиант не должен блестеть различными цветами радуги – это признак низкого качества (наличие примесей) или подделки. Блеск должен быть исключительно одного оттенка (зависит от цвета камня, чаще всего серый).

Украшения с алмазом

Подобные изделия обычно делаются из дорогих металлов, таких как платина или золото. При их чистке ювелиры рекомендуют избегать прикосновений рук (воздействие жира), горячей воды и щелочи. Иначе камень может потерять свою прозрачность, став мутным. Золото от этого темнеет. Домашнюю чистку необходимо осуществлять 1 раз за месяц.

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита

Рекомендуется дополнительно проводить процедуру в ювелирном салоне (там это делают с помощью ультразвуковой ванночки). Делать это нужно 1 раз в год. Также украшения с таким элементом можно промывать с помощью спирта.

Источник

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графитаmaxxbay

Обо всех и обо всем

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита

Алмаз и графит имеют единую природу, так как происходят из одного вещества. Это различные формы углерода. Несмотря на общее происхождение, они имеют совершенно разный вид и характеристики.

Алмаз отличается своей твердостью и прозрачным видом. Графит же хрупкий, легко расслаивается и ломается, имеет темно-серый непрозрачный цвет.

Разница

Весь смысл отличий в различной кристаллической решетке. Слои графита непрочны и ломки. При образовании алмаза формируются связи высокой прочности.

Карандашный грифель, который делают из графита, оставляет след за счет расслаивающихся слоев.

Атомы алмаза крепко сцеплены между собой, именно это делает его одним из самых прочных материалов в природе. Алмаз проявляет диэлектрические свойства, а графит выступает в качестве проводника. При этом показатели проводимости достаточно низкие.

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита

Внешний вид

Вид графита неизменен. Он всегда будет иметь серо-черный цвет и металлический отблеск. При нажатии графит будет расслаиваться и ломаться. Жесткость может быть различной.

Бриллианты, ограненные алмазы, отличаются прозрачностью. При этом встречаются и мутные камни. Также бриллианты могут быть разных цветовых оттенков. Растертый алмаз всегда будет оставлять порошок белого цвета.

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита

Можно ли превратить одно в другое

Разница в кристаллической решетке обусловлена различными условиями внешней среды. При высоком давлении и высоких температурах формируются более прочные, устойчивые соединения. Доказано, что создав экстремальные условия для графита, его возможно переформулировать в алмаз. Во время эксперимента были получены микрочастицы алмаза. Так же данные частицы встречаются в составе метеоритов, попавших на землю. Предполагают, что они образовались благодаря воздействию агрессивных факторов.

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита

Человек до сих пор не способен создавать крупные алмазы искусственным путем. Они формируются лишь в природе, глубоко под землей.

Источник

Месторождения, отличия и применения алмазов и графита

Не каждый знает, но алмаз и графит — две формы одного и того же вещества. Эти минералы полностью отличаются друг от друга по твердости и по характеристикам преломления и отражения света. Причем отличия весьма существенные. Алмаз — наиболее твердый в мире минерал, по шкале Мооса он представляет собой эталон — 10, тогда как твердость графита по этой шкале — всего 2. Таким образом, алмаз и графит одновременно самые похожие и непохожие вещества в мире.

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита

Кристаллические решетки алмаза и графита

Каждое из них происходит из углерода, который, в свою очередь, является самым распространенным элементом биосферы. Он присутствует как в атмосфере, так и в воде, в биологических объектах. В земле он представлен в составе нефти, газа, торфа и так далее. Встречается и в качестве залежей графита и алмаза.

Больше всего углерода в организмах. Боле того, ни один из них не может без него обойтись. А происхождение этого минерала в остальных частях планеты как раз и объясняется нахождением когда-то там живых организмов.

Отличия между графитом и алмазом

Основное отличие — это строение алмаза и графита. Алмаз представляет собой минерал, форму углерода. Характеризуется метастабильностью, что означает, что он способен оставаться в неизменно вид бесконечно долго. Алмаз переходит в графит при некоторых специфических условиях, например, при высокой температуре в вакууме.

Графит также является модификацией углерода. Его структура делает минерал очень слоистым, поэтому самое распространенное его применение — изготовления грифеля для карандаша.

Явление, при котором вещества, образованные одним и тем же химическим элементом, имеют разные физические свойства, называется аллотропией. Существуют и другие подобные вещества, однако эти два минерала имеют наибольшую разницу между собой. Решающую роль в этом играют особенности строения кристаллической структуры каждого из минералов.

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита

Алмаз имеет невероятно прочную связь между атомами, что обусловлено их плотным расположением. Смежные атомы ячейки имеют форму куба, где частицы расположены на углах, гранях и внутри их. Это тетраэдрический тип строения. Такая геометрия атомов обеспечивает максимально плотную их организацию. Поэтому твердость алмаза такая высокая.

Низкий атомный номер углерода, показывающий, что атом имеет небольшую атомную массу, а соответственно и радиус, делает его самым твердым веществом на планете. Вместе с тем это совершенно не означает прочность. Расколоть алмаз довольно легко, достаточно его ударить. Такое строение объясняет высокий коэффициент теплопроводности и светопреломления алмаза.

Структура графита совершенно иная. На атомарном уровне она представляет собой ряд пластов, расположенных в разных плоскостях. Каждый из этих пластов представляет собой шестиугольники, которые примыкают друг к другу подобно сотам. При этом сильной связью обладают только атомы, расположенные в пределах каждого слоя, а между слоями связь хрупкая, они практически независимы друг от друга.

След от карандаша — это как раз и есть отделяемые слои графита. Из-за особенности своего строения графит имеет невзрачный вид, поглощает свет, обладает электропроводностью и металлическим блеском.

Получение алмаза из графита

Долгое время получить алмаз было технологически сложно, но к сегодняшнему дню эта не такая и трудная задача. Основной проблемой является повторение процессов в лаборатории в короткий промежуток времени, которые в природе проходят за миллионы лет. Ученые доказали, что условиями перехода алмаза из графита являлась высокая температура и давление.

Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Смотреть картинку Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Картинка про Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита. Фото Чем обусловлена разница в свойствах алмаза и графита

Натуральный необработанный алмаз

Такие параметры сделали взрывы малоперспективными для получения алмаза. Однако опыты не прекратились, на протяжении длительного времени ученые продолжали проводить их, чтобы каким-то образом получить этот минерал. Более-менее стабильный результат получился, когда графит попытались нагреть импульсно до температуры в две тысячи градусов. В этом случае удалось получить алмазы приличных размеров.

Однако такие опыты дали еще один неожиданный результат. После превращения графита в алмаз происходил обратный переход алмаза в графит при уменьшении давления, то есть происходила графитизация. Таким образом, получение стабильного результата только с помощью одного давления достичь не удавалось. Тогда вместе с увеличением давления начали нагревать графит. Спустя некоторое время, удалось вычислить диапазон давлений и температур, при которых кристаллы алмаза можно было бы получать. Однако эти методы все еще не позволяли получить минерал ювелирного качества.

Таким образом, сегодня этот метод используется для создания искусственных алмазов. И хотя он и является рентабельным, стоимость таких целых искусственных минералов остается высокой, что делает их не сильно популярными по сравнению с заменителями бриллиантов.

Месторождения минералов

Алмазы зарождаются на глубине 100 км и при температуре 1300 градусов. Кимберлитовая магма, которая образует кимберлитовые трубки, вступает в действие в результате взрывов. Именно такие трубки и представляют собой коренные месторождения алмазов. Впервые подобная трубка была открыта в африканской провинции Кимберли, откуда и пошло ее название.

Наиболее известные месторождения находятся в Индии, России и Южной Африке. На коренные месторождения приходится 80 % всех добываемых алмазов.

Чтобы найти алмаз в природе, используют рентген. Большинство из камней, которые находят, непригодны для ювелирного производства, так как обладают значительным количеством дефектов, в том числе трещинами, включениями, посторонними оттенками флуоресценцией и так далее. Поэтому их применение техническое. Такие камни делят на три категории:

Алмазы большого размера с выдающимися характеристиками, как правило, получают свое название. Кроме того, высокая стоимость камня делает его желанным для многих, что гарантирует «кровавую историю».

Графит образуется в результате изменения осадочных пород. В Мексике и на Мадагаскаре можно встретить руду с графитом низкого качества. Наиболее известные месторождения — в Краснодаре и на Украине.

Применение

Применение как алмаза, так и графита намного шире, чем кажется. Для алмаза можно выделить несколько сфер использования.

В ювелирной промышленности алмазы используют только в огранке, как известно, они носят название бриллиантов. Всего 20 % всех добытых камней пригодны для украшений, а минералов высокого качества и куда меньше.

Бриллианты — самые дорогие в мире камни. По стоимости только некоторые экземпляры рубинов могут сравниться с ними. На стоимость минералов влияют огранка, цвет, оттенок и чистота. Обычно некоторые из этих характеристик невооруженным глазом являются незаметными, однако выявляются при экспертизе.

Использование бриллиантов в украшениях очень распространено. Часто они выступаю как единственный камень или дополняют высококачественные сапфиры, рубины, изумруды. Наиболее частое применение камней — кольца для помолвки.

В технической сфере обычно берут второсортное сырье, с дефектами или с различными оттенками. Технические алмазы разделяются на несколько подкатегорий.

Последние применяются либо в очень маленьких деталях, либо в качестве напыления для изготовления режущего и шлифовального инструмента.

В электронике применяются иглы, которые являют собой необработанные кристаллы, имеющие от природы острую вершину, или осколки с такой же вершиной. Буровые установки в промышленности также содержат алмазы. Прослойки из этого минерала используются в микросхемах, счетчиках и так далее, происходит это благодаря высокому коэффициенту теплопроводности и сопротивлению.

Около 60 % всех технических алмазов используется в инструментах. Остальные 40 % в равных количествах:

В чистом виде графит не используется. Его, как правило, обрабатывают. Графит высочайшего качества применяется в виде стержня для карандаша. Наиболее широкое применение графит находит в литье. Здесь он применяется для обеспечения гладкой поверхности стали. Для этого он используется в необработанном виде.

В электроугольной промышленности используют не только природного происхождения минерал, но и созданный. Последний имеет высокую однородность по качеству и чистоте. Высокая проводимость тока делает его также широко используемым для изготовления электродов в приборах. Кроме того, он применяется в качестве щеток для двигателя. В металлургии графит используют как смазочный материал.

Графитовые стержни за свою способность замедлять нейтроны раньше широко использовались при создании атомных реакторов. В частности, именно боровые стержни с графитовыми наконечниками выступали в качестве стержней управления-защиты на Чернобыльской АЭС. Одна из проблем, которая после привела к аварии, была в том, что для гашения цепной реакции нужно было нейтроны поглощать, за что отвечал бор, а не замедлять. Поэтому в момент, когда стержни опустили в активную зону реактора, его энергия возросла скачком, что привело к перегреву. Но это была всего лишь одна из множества причин.

Таким образом, алмаз и графит — два разных минерала с одинаковым элементом в основе. Их структуры делают свойства разными, что и представляет интерес. Каждый из них по-своему красив и имеет очень широкое применение как в очень сложных конструкциях, так и в предметах повседневности.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *