Не только любители дорогих ювелирных изделий восторгаются алмазами: их очень ценят химики, инженеры и производители инструментов.
Потому что алмаз — один их самых прочных материалов.
Если он оказывает давление на другое вещество, то всегда выигрывает, а все прочие материалы сдаются. Исходя из этого свойства, на многие инструменты, например, шлифовальные диски, наносится тонкий алмазный слой.
Но что именно делает алмазы такими крепкими?
«Его трехмерная структура состоит из одинаковых атомов, связанных между собой прочной ковалентной связью».
В основе алмаза только один вид атомов: углерод. Связь атомов углерода друг с другом образует трехмерную решетку, в которой каждый атом соединен определенным образом с четырьмя другими. И все атомы в решетке одинаково сопротивляются какой-либо деформации.
Прочность алмазов на атомном уровне.
На атомном уровне прочность материала зависит от того, насколько сильно могут быть смещены атомы или целые группы атомов относительно друг друга. Если материал оказывает сильное сопротивление такому смещению, то его можно назвать прочным.
Структура алмаза организована настолько хорошо, что ни одна другая структура не может быть равна ей. В ней точно установлено, в каком месте находятся атомы и их соединения: между четырьмя соседними атомами углерода одинаковое расстояние.
Угол между двумя атомами всегда одинаков — 109 градусов. Независимо от того, с какой позиции смотреть. Это делает соединения очень прочными:
«Если Вы попытаетесь надавить на алмаз, Вам не удастся так просто изменить этот угол, чтобы сместить атомы».
«Для реализации смещения надо полностью разрушить соединение углерода с углеродом».
Это возможно только при применении очень большого количества энергии .
Ближайший родственник алмаза в карандаше
Ближайшим родственником алмаза является графит из карандашного грифеля — чрезвычайно мягкий материал.
Он также состоит только из углерода. Но атомы графита организованы в слоистую структуру.
Внутри слоя они крепко держатся друг за друга, но между отдельными слоями связи слабые. Из-за этого они легко смещаются относительно друг друга — достаточно даже легкого давления, как, например, при письме карандашом.
Некоторые слои выскальзывают из структуры и остаются на бумаге. Графит также является отличным смазочным материалом.
Где добывают Алмазы
В природе алмазы образуются только там, где есть очень высокое давление: на больших глубинах. При незначительном давлении на поверхности нашей планеты они превратились бы в графит, потому что это более стабильная форма существования при низком давлении.
Алмазы и огонь
Но это происходит очень, очень медленно — так медленно, что невозможно вести наблюдение. При более высокой температуре превращение идет быстрее, поэтому не стоит класть кольцо с бриллиантом в разогретую духовку.
«Если подержать огонь зажигалки рядом с алмазом, то он сгорит так же, как уголь».
Возможно, бриллианты и являются нашими лучшими друзьями, но они ни в коем случае не вечны, как это обещает реклама.
