Nhiều sự khôn ngoan trong dân gian phản ánh tính chất của một trong những loại đá đẹp nhất trên trái đất: "kim cương nước trong", "cứng như kim cương", "kim cương sáng", v.v. Và một trong những tính chất là mật độ. Kim cương, tên theo một phiên bản bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp cổ đại "almas" - không thể phá hủy, là một loại đá quý, nhưng nó không chỉ được sử dụng trong đồ trang sức. Hãy cùng tìm hiểu xem mật độ phụ thuộc vào yếu tố nào và nó đóng vai trò gì trong "sự sống" của một viên đá.
Một chút lịch sử
Có rất nhiều truyền thuyết và niềm tin gắn liền với viên đá tuyệt vời. Và một trong số đó là viên kim cương-mang lại may mắn cho người sở hữu nó. Nhưng chỉ có những người chiến thắng trong cuộc sống mới có thể sở hữu nó. Và những người đáng chú ý đã mặc nó bao gồm Napoléon Bonaparte, Julius Caesar và Hoàng đế La Mã Thần thánh Louis IV.
Châu ÂuTôi nhận ra viên kim cương vào khoảng thế kỷ 5-6 trước Công nguyên. e., nhưng chỉ 550 năm trước, anh ấy đã nhận được sự nổi tiếng đáng kinh ngạc của mình. Sau cùng, đó là lúc họ học cách cắt nó một cách chính xác để tối đa hóa các đặc tính của một viên kim cương. Và tất cả là vì những đặc tính đáng kinh ngạc của nó - sức mạnh khổng lồ, trong khi mật độ của kim cương là 3500 kg / m3. Loại khoáng chất đã biết nào khác có thể có những đặc điểm tương tự?
Nhưng việc nhiều người coi kim cương là một khoáng vật không thể bị phá vỡ đã dẫn đến việc mất đi những viên đá đẹp và hiếm. Ví dụ, vào năm 1476, trong cuộc chiến giữa Công tước Charles the Bold (một trong những chủ sở hữu đầu tiên của những viên kim cương được cắt tương tự như vết cắt rực rỡ) và Vua Louis XI, những người lính đánh thuê của nhà vua đã đột nhập vào một chiếc lều đứng trên chiến trường. Họ bị đánh bởi những viên kim cương đặt ở đó. Họ quyết định kiểm tra tính xác thực của những viên đá bằng một cái búa, và họ đã biến một số lượng lớn những viên đá đẹp và đắt tiền thành cát bụi.
"Những người bạn của con gái" chỉ trở thành viên kim cương vào giữa thế kỷ 15, nhờ Agnes Sorel, người được yêu thích nhất của Charles Đệ Thất. Giờ thì bạn đã biết tên kẻ đã khiến bao đấng mày râu "điêu đứng" rồi nhé.
Tính chất vật lý
Một người thiếu hiểu biết, cầm trên tay viên kim cương cũng chưa chắc đã đoán được mình lấy được bảo vật gì. Một tinh thể thô trông rất đơn giản và kín đáo. Có, và thường khoáng chất được tìm thấy trong tự nhiên ở dạng các mảnh có hình dạng bất thường. Chà, trong suốt, tốt, với khúc xạ ánh sáng cao, thay đổi từ 2, 417 đến 2, 419. Nó có gì đặc biệt?Chỉ có một mẫu hình bát diện (hai kim tự tháp được nối với nhau bằng một chân đế) mới có thể thu hút sự chú ý của người dân bằng cách chơi ánh sáng trên khuôn mặt của họ. Đó là khúc xạ ánh sáng cao quyết định cái mà sau này chúng ta gọi là độ sáng chói lọi, không có hiện tượng lưỡng chiết. Khi tiếp xúc lâu với ánh nắng mặt trời, hầu hết các viên đá bắt đầu phát sáng trong bóng tối.
Kim cương còn được biết đến với độ cứng đáng kinh ngạc - 10/10 trên thang Mohs. Nói cách khác, khoáng chất cứng nhất được biết đến trên trái đất. Nhưng khối lượng riêng của viên kim cương là bao nhiêu thì bạn có thể dễ dàng tìm thấy trong sách tham khảo. Nhưng trước khi xem, hãy thử đoán xem nó phải như thế nào? Dựa trên độ cứng của nó - khá cao. Nhưng ngay cả ở đây viên kim cương cũng cho thấy nghịch lý của nó.
Độ cứng cao là do cấu trúc đặc biệt của mạng tinh thể lập phương, trong đó mỗi góc là một nguyên tử cacbon. Một nguyên tử nữa được đặt ở trung tâm của khuôn mặt, và 4 nguyên tử mỗi bên trong khối lập phương. Do đó, những nguyên tử nằm ở trung tâm của khuôn mặt là chung cho hai ô lân cận, và những nguyên tử ở các đỉnh là chung cho tám ô. Cách đóng gói nguyên tử này là dày đặc nhất.
Tinh thể tách ra với sự hình thành của các song song mịn (cái gọi là sự phân cắt hoàn hảo). Vết gãy trong trường hợp này thay đổi từ đồng dạng thành mảnh (tất nhiên, không phải do phân cắt).
Nhìn vào sách tham khảo: khối lượng riêng trung bình của kim cương là 3500 kg / cu.m. Nó có thể thay đổi từ 3,47 đến 4,55 gam trên một cm khối. Không quá nhiều đối với một khoáng chất cứng như vậy. Theo Razivalđộ cứng mài là 140000, 0.
Màu
Một tính chất vật lý nữa mà tôi muốn đề cập là màu sắc của đá. Và màu sắc có ảnh hưởng đáng kể đến mật độ của một viên kim cương. Phổ biến nhất là không màu hoặc hơi vàng, với sắc xanh hoặc nâu. Tinh thể màu ít phổ biến hơn trong tự nhiên, nhưng các biến thể màu sắc rất đa dạng: hồng và đỏ, cam và vàng tươi, xanh lá cây và xanh lam, tím và cognac, anh đào, xám và thậm chí là đen. Một tên khác của kim cương màu là lạ mắt. Mặc dù loại đá đắt nhất vẫn trong suốt không màu hoặc có màu hơi xanh, nhưng nhu cầu về đá quý hiếm ngày càng tăng, đồng nghĩa với việc giá của chúng cũng đang tăng lên.
Bên cạnh đó, chúng ta đã quen với việc kim cương trong suốt, nhưng cũng có những viên không trong suốt. Màu sắc và độ trong suốt phụ thuộc trực tiếp vào thành phần hóa học của tinh thể. Một sự đều đặn khác cũng được chú ý: càng tối, mật độ kim cương càng thấp (g / cm3).
Thành phần và tính chất hóa học
Như đã đề cập, khoáng chất này có 96,0–99,8% cacbon, các nguyên tử của chúng liên kết với nhau trong một mạng tinh thể lập phương. Ngoài ra, các hóa chất khác cũng được tìm thấy trong tinh thể - oxy, nitơ, bo và silic, nhôm và mangan, sắt và đồng, titan và kẽm, niken, v.v. Bao gồm olivin và cromit, graphit và pyrope, enstatin và những loại khác là có thể.
Thông thường bạn có thể tìm thấy các tinh thể chứa nước và axit cacbonic, cacbon đioxit và các chất khác ở thể khíđiều kiện. Thông thường, các tạp chất nằm gần ngoại vi của tinh thể hơn.
Về tính chất hóa học, kim cương có khả năng chịu axit và kiềm rất tốt, không bị nước làm ướt, nhưng dễ dàng bị bao phủ bởi một lớp màng mỡ, ngay cả khi bạn dùng tay chạm vào. Tính chất này được sử dụng để xác định đá thật. Khoáng chất này vẫn trơ về mặt hóa học cho đến khi nó tiếp xúc với nhiệt độ cao.
Kim cương cháy ở 850 ° C, tạo ra carbon dioxide. Và khi được làm nóng mà không có không khí tiếp cận đến hơn 1000 ° C, nó sẽ biến thành một biến đổi dị hướng - graphite.
Điều gì khác quyết định chi phí?
Phạm vi giá của kim cương rất rộng, và chi phí phụ thuộc vào nhiều đặc điểm. Nhưng trong mọi trường hợp, giá cho một carat (0,2 g) luôn được chỉ định:
Cắt: được đánh giá cao nhất trong số này là 57 khía cạnh, hay nó còn được gọi là hình cắt Tolkovsky. Đối với những viên kim cương nhỏ - 17 và 33. Phần còn lại của những vết cắt được coi là lạ mắt, và giá thấp hơn nhiều. Tuy nhiên, chúng tôi liệt kê các kiểu cắt khác: Baryon, Quadrillion, Princess, Marquis, Rose, Briolette, Pear, Oval, Heart, Usher, Emerald "," Radiant "," Triliant"
- Độ trong suốt: nếu độ trong suốt là hoàn hảo của viên kim cương, không có vết nứt, kể cả các tạp chất siêu nhỏ, thì giá cảngay lập tức tăng theo thứ tự độ lớn hoặc thậm chí nhiều hơn.
- Kích thước của viên đá: chúng ta không nói về carat ở đây, vì vậy một viên kim cương có đường kính một carat có thể là 6,5 mm, và nếu các chỉ số khác cũng cao, thì chi phí có thể là 10-12 nghìn đô la. mỗi carat.
- Màu. Tất cả phụ thuộc vào xu hướng thời trang và ý thích bất chợt của khách hàng. Nhưng giá trị nhất vẫn được coi là không màu và có màu hơi xanh.
Đơn
Sau khi nghiên cứu các đặc tính của kim cương, chúng ta có thể nói một cách an toàn: viên đá này chỉ đơn giản là duy nhất. Nhưng không chỉ trong trang sức bây giờ nó được sử dụng. Khoa học và công nghiệp sử dụng một phần trữ lượng đá của thế giới cho nhu cầu của chính họ. Họ chỉ sử dụng những viên đá nhỏ hoặc bị lỗi.
Tính chất nào được đánh giá cao bởi khoa học và công nghiệp:
- dẫn nhiệt cao;
- độ cứng;
- trong suốt (khả năng truyền tia UV và tia hồng ngoại);
- của tinh thể (có thể là chất dẫn điện, chất cách điện). Nó có thể chịu được điện áp cao, nhiệt độ thay đổi đột ngột.
Cấu trúc
Y học đã không đứng sang một bên, sử dụng kim cương trong phẫu thuật. Scalpels hiện đang được sản xuất, lưỡi của nó là kim cương. Việc mài các lưỡi dao như vậy làm cho các vết cắt trở nên siêu mỏng. Trong các thiết bị laser, các vết thương được vi tính hóa với sự trợ giúp của kim cương. Cửa sổ kim cương đang được lắp đặt trong các phòng thí nghiệm với các hóa chất nguy hiểm.
Dụng cụ xây dựng và sửa chữa cho cả mục đích gia dụng và chuyên nghiệp - cưa, dao kim loại, dao phay và dao cắt kính, đá mài, v.v. - được phủ một lớp kim cương để tăng tuổi thọ của chúng. Địa đạođược đặt bằng cách sử dụng cái gọi là máy đào hầm. Những con dao của anh ấy được bao phủ bởi một lớp sạn kim cương.
Trong chương trình học
Một đặc điểm như khối lượng riêng của kim cương được tìm thấy ngay cả trong chương trình giảng dạy ở trường. Các em học nó trong một chủ đề như vật lý, trong phần "Cơ bản về lý thuyết động học phân tử" ở lớp 10. Và vấn đề được giải quyết. Nghe có vẻ như thế này đầy đủ:
Có một viên kim cương có khối lượng riêng tính theo kg / m3 là 3500. Các nguyên tử của vật chất sẽ chiếm thể tích nào trong khối lượng 1022 ? (Sách vấn đáp của Myakishev). Nó chỉ ra rằng các tính chất của kim cương được học ở trường. Và không chỉ trong cuốn sách vấn đề này có những vấn đề tương tự. Cũng có thể viết một điều kiện như sau:
Mật độ của kim cương là 3500. 1022trong các phân tử của nó sẽ chiếm bao nhiêu thể tích?
Tin tức không gian
Cho đến gần đây, mọi người đều chắc chắn rằng viên kim cương lớn nhất là "Ngôi sao của Châu Phi". Khối lượng của nó là 3106 carat. Mọi người sẽ nghĩ là bao nhiêu, nhưng các nhà thiên văn học đã tìm thấy một viên kim cương nhỏ trong chòm sao Serpens, khối lượng của nó là 1031carat! Đây là một người khổng lồ thực sự. Tất nhiên, không ai cầm nó trên tay, nhưng các nhà khoa học chắc chắn rằng ngôi sao lùn trắng này hoàn toàn được cấu tạo từ cacbon tinh thể siêu đặc. Đây là một viên kim cương có đường kính 55.000 km.
