Propietats físiques del diamant

Propietats físiques del diamant

El diamant és carbono cristalí, de transparent a opaca, ópticamente isótropo. És el material natural més dur conegut, gràcies al seu enllaç covalente, encara que la seua tenacitat no és tan bona per importants defectes estructurals. Es desconeix la seua resistència a la tensió exacta. Sense embarrientación del cristal. Este mineral té un índex de refracció molt elevat (2,417) i una dispersió moderada (0,044), propietats que són molt tingudes en conte durant el tall, i que li donen al diamant ben tallat la seua lluentor i es classifiquen en tipos i subtipos, depenent de la naturalea dels defectes cristalográficos presents. Les impurees a nivell de traça que substituïxen als àtoms de carbono en la ret cristalina, i que en ocasions donen lloc a defectes estructurals, són les responsables de l'àmplia gama de colors presents en estos. La majoria de diamants són dielèctrics pero molt bons conductors de la calor. La gravetat específica del diamant monocristalino (3,52) és molt constant. Pese a la creència popular, la forma més estable del carbono no és el diamant sino el grafit.

Durea i estructura cristalina

Conegut en l'antiga Grècia com adamas (indomable o inconquistable), és conegut també com adamante, i és el material natural de major durea, aplegant a 10 en l'Escala de Durea de Mohs. El nitrur de bor, material sintètic en la mateixa estructura cristalina, és casi tan dur com ell. Un material hipotètic, el nitrur de carbono beta, podria ser tant o més dur que el diamant. I encara, fent tests de durea en un microscopi de força atòmica, s'ha vist que la fullerita ultradura pot rayar al diamant. Gràcies a este fet s'ha pogut medir la durea d'alguns tipos de diamant. El tipo IIa (111) té una durea de 167±6 GPa. Si el diamant IIa es ralla en un atre diamant similar, els valors de durea creixen fins a 231 GPa.

El diamant té una fàcil i perfecta fractura octaèdrica, lo que implica que té quatre plans per a on pot tallar-se en relativa facilitat, deixant cares perfectament planes i netes. De forma pareguda, la durea del diamant també és direccional; la direcció més difícil de rayar és la diagonal d'una cara cúbica, 100 voltes més dura que la direcció més blana, el pla dodecaédrico. El pla octaèdric, seguit per les direccions axials, són els punts de durea intermija. El tallat del diamant es basa en esta direccionalidad, ya que sense ella seria impossible tallar-los. La fractura és d'ajuda en la talla de diamants grans, ya que el tallador pot eliminar fàcilment parts en impurees o obtindre més d'una gema de l'original.

Els diamants cristalizan en el sistema cúbic (grup espacial $Fd\overline{3}m$), consistent en àtoms de carbono en disposició tetraèdrica units de forma covalente. Una segona forma, cridada lonsdaleíta, té simetria hexagonal, pero és una forma extremadament rara i solament es forma quan meteorits en grafit meteòric cauen a la Terra. L'entorn local dels àtoms en abdós formes és idèntic. En térmens d'hàbit cristalí, els diamants es presenten més freqüentment en forma euhédrica o octaedre tamany, com el Cullinan, i es presenten com a cristals sense forma definida o massius. Estos diamants són de Tipo II i contenen poc o res de nitrogen.

Les cares dels diamants octaédridos són molt lustrosas per la seua durea; els defectes de creiximent de forma triangular o de menuts forats gravats es veuen freqüentment en les cares. Una fractura adamantina pot ser escalonada, concoidea (en forma de closca, com el trencament del vidre o l'obsidiana) o irregular. Els diamants que són casi esfèrics per la tendència a escalonar-se dels octaedres es troben en moltes ocasions recoberts de nyf, una capa d'aspecte gomoso; la combinació de defectes escalonats, defectes de creiximent i nyf li donen al diamant una apariència corrugada, i per això es diuen crinkles. Un número significatiu de diamants són anhédricos: la seua forma està tan distorsionada que es veuen poques cares cristalines. Alguns diamants trobats en Brasil i en la República Democràtica del Congo són criptocristalinos i es presenten com a masses radials de menuts cristals opaques, en colors obscurs i de forma més o menys esfèrica; són coneguts com ballas i són importants en l'indústria ya que no tenen els plans de fractura necessaris per a tallar un diamant monocristalino. El carbonado és una forma similar, microcristalina, que apareix com a masses sense forma definida. Tampoc tenen plans de fractura definits i la seua gravetat específica varia entre 8,9 i 10,11. Els diamants bort, minats en Otawa, Equador i Rússia, són els diamants de grau industrial més comuns, són criptocristalinos (i per tant pobremente cristalizados), pero tenen plans de fractura, són translúcidos i de colors clars.

Per la seua gran durea i la força de l'enllaç covalente, les facetes i arestes d'un diamant tallat són perfectament planes i esmolades. Una conseqüència d'açò és que dites cares o facetes són hidrofòbiques i lipofílicas. La hidrofobicidad implica que si deixem caure una gota d'aigua sobre un diamant, formarà gotes discretes, mentres que en atres minerals tendirà a expandir-se i a mullar la superfície. La lipofilia implica que si depositem oli o greix sobre un diamant, tendirà a expandir-se per la seua superfície. Esta propietat és utilisada pels cridats "llàpissos de grassa", els quals dibuixen una llínea de greix sobre qualsevol pedra que siga sospitosa de ser una imitació.

La durea del diamant es deu a la forma en la que els àtoms s'enllacen. És una ret tridimensional molt forta, en cada àtom unit a atres quatre seguint una geometria tetraèdrica.

Tenacitat

Al contrari que la durea, que lo únic que indica és la resistència d'una superfície al rayado, la tenacitat del diamant és solament bona. La tenacitat és la resistència del material a trencar-se despuix de rebre un impacte o caure des d'una determinada altura: per la perfecta i fàcil fractura del diamant, pot trencar-se sense massa dificultat. Es pot trencar un diamant colpejant-ho en un martell normal.

Les varietats ballas i carbonado són excepcionals en este aspecte, ya que resistixen molt millor els impactes en ser estructures policristalinas (no tenen plans de fractura definits). S'usen com a components de caps de taladros de gran profunditat (perforació petrolíferes i sondejos geològics). Alguns tipos de talla (com la marquis) són prou fràgils i per això moltes asseguradores no els asseguren. El culet d'un diamant és l'extrem inferior (paralel a la taula o taula), i està ahí per a reduir els riscs de trencament. Les talles fines o molt fines són també més susceptibles al trencament.

És molt comú trobar cristals foràneus en els diamants, que poden comprometre la seua integritat estructural. Els diamants que han segut tallats per a millorar la seua transparència (reblint les bombetes presents en vidre) són especialment fràgils, ya que no soporten el llavat ultrasònic ni el soldador del joyer. Si es tracta en poc conte, este tipo de diamant es pot fragmentar en facilitat.