Реферат: Алмаз

Сдавних времен из драгоценных камней люди делают украшения. Особенно ценяткрасный рубин, голубой сапфир, зеленый изумруд и, конечно, алмаз — удивительныйкамень. Он поражает своей прозрачностью, ярким блеском, причудливой «игройсвета», неожиданными переливами цветовых оттенков. Правда, для этогоприродный камень надо обработать, огранить — отшлифовать его поверхность так,чтобы она состояла из множества плоских граней. Такой алмаз называют бриллиантом.Особенно высоко ценятся украшения из алмазов.

Иалмазы, и графит состоят из атомов углерода, но в молекулах они располагаютсяпо-разному. Этого достаточно, чтобы эти вещества были так не похожи друг надруга. Ювелир превращает алмаз в бриллиант, создавая на его поверхностимножество граней. Эти грани и заставляют камень сверкать и переливатьсяразноцветными огнями. Удивительный блеск бриллианта объясняется тем, что онвозвращает назад почти все световые лучи, попавшие внутрь него. Ценность алмазаопределяется его массой. Ее измеряют в специальных единицах — каратах; 1 карат= 0,2 г. Всем алмазам массой более 50 карат дают имена.

В1905 г. в Южной Африке был найден алмаз — «Куллинан», масса которогоравнялась 3106 каратам (621,2 г). Из него изготовили 105 бриллиантов, самыйбольшой из которых («Звезда Африки») имеет массу 530 каратов. Алмазудивителен не только оптическими свойствами. Из всех природных минералов онсамый твердый. Недаром его называют алмазом — в переводе с арабского«алмас» означает «твердейший».

Алмазомможно нанести царапину на поверхности любого минерала, но нет минерала,способного поцарапать алмаз. Напомним, что для разрезания стекол применяюталмазные резцы. Если поместить алмаз под гидравлический пресс и постепенно, ане резким ударом увеличить давление, то можно видеть, как при определеннойнагрузке алмаз войдет в стальную плиту, как в масло. Исключительная твердостьалмаза позволяет применять его при сверлении глубоких скважин в горных породах.Специальные буровые коронки с закрепленными на них алмазами в 10 разувеличивают скорость бурения. Широко применяются алмазные резцы и сверла дляобработки твердых сплавов, металлов, стекол, пластмасс. Из алмазовизготавливают фильеры для получения тонкой проволоки, например, из вольфрама илистали. Фильера — это пластинка с просверленным тончайшим отверстием, диаметромот 0,1 до 0,001 мм; при протягивании металла через отверстие образуетсяпроволока, диаметр которой равен диаметру отверстия.

Чтоже представляет собой алмаз? Почему он так тверд? Выполненные еще в 17-м в.опыты по нагреванию алмазов и рубинов дали неожиданный результат — рубины принагревании сохранялись, а алмазы попросту сгорали. Именно поэтому не удавалосьполучить крупные алмазы путем сплавления мелких. На рубеже 18-го и 19-го вв.было установлено, что алмаз — это не что иное, как углерод. Сверкающийдрагоценный камень — и сажа, уголь, графит! А между тем все это — углерод.Удивительное явление, когда совершенно одинаковые по химическому составувещества различаются по своим свойствам, называют полиморфизмом. Полиморфизмалмаза и графита удалось объяснить в начале 20-го в., когда с помощьюрентгеновских лучей были выявлены атомные структуры этих веществ. И алмаз, играфит состоят из одних и тех же атомов углерода, но эти атомы по-разномурасположены в пространстве. Они образуют разные пространственные постройки —разные кристаллические решетки. В них все атомы прочно связаны друг с другом.Точнее говоря, каждый атом связан с четырьмя соседними атомами. Эта прочнаясвязь атомов и объясняет твердость алмаза. Решетка же графита имеет слоистоестроение; связь между слоями слабая, поэтому графит легко расслаивается —чешуйки графита легко отрываются и остаются на бумаге, когда мы рисуемкарандашом. Но если алмаз и графит состоят из одних и тех же атомов и всеопределяется только их положением в пространстве, то нельзя ли, как-товоздействуя на графит, изменить его атомную постройку таким образом, чтобы онпревратился в алмаз?

В50-х годах нашего столетия выяснили, что под давлением около 100 000 атмосфер итемпературе 2000 С при отсутствии кислорода графит в течение нескольких часовпревращается в мелкие алмазы (масса отдельного алмаза обычно не превышает 0,1карата). С этого времени стало развиваться производство искусственных алмазов.Такие алмазы широко применяются в технике. Сейчас изучается еще один способполучения искусственных алмазов — с помощью взрыва. Во время одного изиспытаний температура в камере, где произвели взрыв, превысила 2760, адавление достигло 250 тыс. атмосфер. В результате химических реакций 20 %углерода превратились в алмаз. Получив искусственные алмазы, человек понял, какони образуются в природе. Это происходит в глубоких трещинах и природныхскважинах (так называемых кимберлитовых трубках) в толщах горных пород поддействием огромных давлений и высоких температур. Если рост алмаза происходит втечение многих лет при практически не меняющихся условиях, то можетобразоваться довольно крупный драгоценный камень. У нас природные алмазынаходят в Якутии и на Урале. Главные алмазные месторождения за рубежом — встранах Африки — ЮжноАфриканской Республике, Заире, Ботсване, Намибии.

Список литературы

Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта www.5.km.ru/