Каква е точката на топене и кипене на диаманта? Съществува ли минерал в разтопена форма в естествената среда? Ще търсим отговори на тези и други въпроси в представения материал.
Как са се образували диамантите в недрата на Земята?
Според учените диамантите биха могли да се появят по време на образуването на ядрото на планетата в резултат на излагане на разтопена магма с огромно налягане. До повърхността на земната кора, скъпоценните камъни са напреднали поради процесите на образуване на газ в дълбоките скали. В резултат на това се образуват така наречените диамантени тръби, които представляват празнини в скалиста почва с големи отлагания на минерала.
Свойства на материалите
Преди да разберем каква е точката на топене на диаманта, нека разгледаме свойствата на минерала:
- Диамантите имат най-висока твърдост от всичкисъществуващи вкаменелости. Поради тази причина нито един материал не е в състояние да разруши структурата на диаманта или да надраска повърхността му. Самият той може да повреди всеки физически обект.
- Диамантът е високоефективен изолатор. Устойчив е на киселини и други тежки химикали.
- Диамантът има най-високата топлопроводимост от всички твърди минерали. Скъпоценният камък може да се държи в дланта си толкова дълго, колкото желаете. В същото време температурата му ще остане непроменена.
- Диамантът има уникална луминесценция. Светлинни лъчи от всякакъв произход, когато преминават през минерала, го карат да свети ярко и да блести с всички цветове на дъгата.
Структура
По принцип диамантът се състои от въглеродни атоми. Всеки един от тях обаче се намира в централната част на тетраедъра - полиедър, който се образува от четирите равнини на триъгълник. Така се осигурява изключително силна връзка на атомите. Това обяснява най-високата твърдост, както и впечатляващата точка на топене на диаманта.
Условия на топене на диаманти
През 2010 г., по време на експериментите на лабораторията по физика на Калифорнийския университет, намираща се в Бъркли, те определят нивото на температурен ефект върху диамант, което води до неговото топене. Учените са установили, че е невъзможно да се превърне материалът в течна форма при нормални условия, независимо от нивото на нагряване. Тази цел може да бъде постигната само чрез излагане на диаманта не само на температура, но и на най-високаналягане. Необходимо е да се увеличи налягането, така че минералът да не се превърне в графит. Така преходът на диамант в течна форма е изключително труден процес.
Каква е точката на топене и точката на кипене на диаманта?
Според данните, получени при изследване на свойствата на материала, топенето му във въздуха под високо налягане става при нагряване до 850-1000 оС. Един диамант може да се доведе до кипене, като се изложи на температура от 1800 до 2000 oC във вакуум. И в двата случая, когато минералът се охлади, той се трансформира в графит.
Определяйки точката на топене на диамант, учените проведоха експерименти с помощта на малък естествен минерал, чиято маса е 1/10 от карата. Кипенето на повърхностите на материала настъпва под въздействието на ударна вълна, създадена от краткотрайни лазерни импулси.
За да установят какъв индикатор е точката на топене на диаманта (в градуси), изследователите успяха само при създаване на налягане, което е 40 милиона пъти по-високо от нормалното налягане на атмосферата на морското равнище. Когато налягането падна до 11 милиона атмосфери, на повърхността на кипящия минерал започнаха да се образуват твърди частици, които не потъват, а плуват като лед във вода.
Къде се намират диаманти в земната кора?
Тези минерали са изключително редки. Въпреки това, в момента се разработват промишлени находища на почти всички континенти на земното кълбо. Единственото изключение е Антарктида.
ПредиВ средата на 19 век се смяташе, че минералите се образуват в речните седименти. По-късно първите диамантени кухини са открити в скалиста планинска почва на дълбочина от няколкостотин метра.
Според учените някои диаманти са на възраст между 100 милиона и 2,5 милиарда години. Изследователите успяват да получат още „стари“минерали от неземен произход. Последните са донесени на планетата заедно с метеорити, които са се образували в космоса още преди образуването на Слънчевата система.
Съществуват ли разтопени диаманти в природата?
Точката на топене на диаманта е толкова висока, че на Земята минералът вече не може да съществува в кипяща форма. Но какво да кажем за космическите обекти? Според учените точката на топене на диаманта се поддържа и до днес в дълбините на планети като Нептун и Уран. Трябва да се отбележи, че последните са 10% образувани от въглерод, който е структурната основа на този минерал.
Според много учени на горните планети има цели океани от диаманти в течна, кипяща форма. Подобна хипотеза обяснява защо магнитното поле на тези небесни тела се държи толкова странно. В крайна сметка, Нептун и Уран са единствените планети в Слънчевата система, чиито географски полюси нямат ясна позиция и са буквално раздалечени в космоса. За да се потвърди една интересна хипотеза, остава само експериментално да се симулират подобни условия на Земята. Това обачерешението в момента остава изключително скъпо и отнема много време. Следователно все още не е възможно да се определи със сигурност дали наистина има цели океани от разтопени диаманти на близките планети.
