Teplota topenia diamantu, fyzikálne vlastnosti a štruktúra minerálov

Aká je teplota topenia a varu diamantu? Existuje minerál v prírodnom prostredí v roztavenej forme? Budeme sa zaoberať hľadaním odpovede na tieto a ďalšie otázky v predloženom materiáli.

Ako sa vytvorili diamanty v útrobách zeme?

Podľa vedcov sa môžu objaviť diamantypočas formovania jadra planéty v dôsledku vystavenia obrovskej magme obrovského tlaku. Drahé kamene postupovali na povrch zemskej kôry v dôsledku procesov tvorby plynu v hlbokých horninách. V dôsledku toho sa vytvorili tzv. Diamantové rúrky, ktoré sú v kamenistej pôde s dutinami s veľkými ložiskami minerálov.

Vlastnosti materiálu

Predtým, ako zistíme, čo je bod topenia diamantu, pozrime sa na vlastnosti minerálu:

1. Diamanty majú najvyššiu tvrdosť.medzi všetkými existujúcimi minerálmi. Z tohto dôvodu žiadny materiál nemôže zničiť štruktúru diamantu alebo poškriabať jeho povrch. Sám môže poškodiť akýkoľvek fyzický objekt.
2. Diamond je vysoko efektívny izolátor. Je odolný voči kyselinám a iným agresívnym chemikáliám.
3. Diamant má najvyššiu tepelnú vodivosť zo všetkých tuhých minerálov. Drahokam môžete držať v dlani, ako len chcete. Zároveň sa jeho teplota nezmení.
4. Diamant má jedinečnú luminiscenciu. Svetelné lúče akéhokoľvek pôvodu pri prechode minerálom ho robia jasným a žiariacim so všetkými farbami dúhy.

štruktúra

V skutočnosti je diamant tvorený atómami uhlíka.Každá z nich sa však nachádza v centrálnej časti štvorstena - mnohostenu, ktorý je tvorený štyrmi rovinami trojuholníka. Toto zaisťuje extrémne silnú väzbu atómov. To vysvetľuje najvyššiu tvrdosť a pôsobivú teplotu topenia diamantu.

Podmienky topenia diamantov

V roku 2010 počas experimentov fyziky laboratóriaKalifornská univerzita v Berkeley stanovila úroveň vystavenia diamantu teplote, ktorá vedie k jeho topeniu. Vedci zistili, že za normálnych podmienok je nemožné premeniť materiál na tekutú formu bez ohľadu na úroveň ohrevu. Tento cieľ je možné dosiahnuť iba vtedy, keď je diamant vystavený nielen teplote, ale aj najvyššiemu tlaku. Je potrebné zvýšiť tlak, aby sa minerál nezmenil na grafit. Prechod diamantu do tekutej formy je teda mimoriadne náročný proces.

Aká je teplota topenia a varu diamantu?

Podľa údajov získaných pri štúdiu vlastností materiálu dochádza k jeho topeniu vo vzdušnom priestore pod vysokým tlakom pri zahriatí na 850 - 1000 ^oC. Diamant je možné uviesť do varu vystavením teplote 1800 až 2000 ^oC vo vákuu. V obidvoch prípadoch sa minerál po ochladení prevedie na grafit.

Stanovenie bodu topeniadiamant, vedci uskutočnili experimenty s použitím malého prírodného minerálu, ktorého hmotnosť bola 1/10 karátu. K varu povrchov materiálu došlo pod vplyvom rázovej vlny vytvorenej krátkodobými laserovými impulzmi.

Stanovte, ktorý ukazovateľ sa rovnábod topenia diamantu (v stupňoch), sa vedcom podarilo iba vtedy, keď vytvorili tlak, ktorý bol 40 miliónovkrát vyšší ako normálny atmosférický tlak na úrovni mora. Keď tlak klesne na 11 miliónov atmosfér, na povrchu vriaceho minerálu sa začali vytvárať pevné častice, ktoré neklesajú, ale plávajú ako ľad vo vode.

Kde sa nachádzajú diamanty v zemskej kôre?

Tieto minerály sú extrémne zriedkavé. Priemyselné náleziská sa však dnes rozvíjajú takmer na všetkých kontinentoch našej planéty. Jedinou výnimkou je Antarktída.

Až do polovice 19. storočia sa verilo, že minerály sa tvoria v riečnych sedimentoch. Neskôr boli v kamenistej horskej pôde v hĺbke niekoľkých stoviek metrov objavené prvé dutiny nesúce diamant.

Podľa vedcov vek niektorých diamantovsa pohybuje od 100 miliónov do 2,5 miliárd rokov. Vedcom sa podarilo získať staršie minerály nadpozemského pôvodu. Posledné menované sú privádzané na planétu spolu s meteoritmi, ktoré sa formovali vo vesmíre ešte pred vznikom slnečnej sústavy.

Existujú diamanty prirodzene v roztavenej forme?

Teplota topenia diamantu je taká vysokáže na Zemi minerál už nemôže existovať vo vriacom stave. Čo však s vesmírnymi objektmi? Podľa vedcov sa teplota topenia diamantu stále udržiava v útrobách planét, ako sú Neptún a Urán. Je pozoruhodné, že posledné uvedené sú z 10% tvorené z uhlíka, ktorý je štrukturálnym základom tohto minerálu.

Podľa mnohých vedcov na vyššie uvedenéplanéty majú oceány diamantov v tekutej, vriacej forme. Táto hypotéza vysvetľuje, prečo sa magnetické pole týchto nebeských telies správa tak zvláštne. Neptún a Urán sú koniec koncov jediné planéty slnečnej sústavy, ktorých geografické póly nemajú jasnú polohu a sú doslova oddelené vo vesmíre. Na potvrdenie zaujímavej hypotézy zostáva iba experimentálna simulácia podobných podmienok na Zemi. Takéto riešenie však v súčasnosti zostáva mimoriadne nákladné a časovo náročné. Preto zatiaľ nie je možné s istotou určiť, či sa na blízkych planétach skutočne nachádzajú celé oceány roztavených diamantov.