Температура на топене и характеристики на диаманта. Горят ли диамантите Топят ли се диамантите

IN всичко на този свят не е вечно. Почти всичко в крайна сметка се превръща в прах. И за съжаление никой не може да промени това. И все пак има неща в нашия свят, които според мнозина са непроменливи. Днес искам да говоря за един такъв предмет - диамант. Диамантът се смята за един от най-твърдите минерали в света. Но все пак…

Знаете ли, че диамантите могат да горят? Този завладяващ феномен е открит в резултат на експерименти, проведени с този минерал. В резултат на експериментите се оказа, че при високи температури (850-1000 градуса С) много твърд минерал променя структурата си и се превръща в най-чистия въглероден диоксид, без да оставя други вещества. Това е доказано за първи път през 1694 г., в момента, когато учени от Италия К.А. Тарджони и Дж. Аверани се опитаха да комбинират няколко малки диаманта в един голям диамант. Температурата на горене, при която диамантени изгарянияв поток от чист кислород малко по-малко: 720-800 градуса C. Освен това минералът гори с красив и син пламък.

Отново интересен, според мен, е фактът, че е възможно да се произвежда обикновен графит от диамант. За да направите това, просто трябва да загреете камъка, при липса на кислород, до температура от 2000 градуса C.

Всички тези факти са многократно доказвани от учените в практиката, а в последствие и научно обосновани.

И така, какви жени помнят това диамантени изгаряния, диамант на пръста ви от висока температура може да се превърне в обикновен графит. Запомнете това и бъдете внимателни, не се вълнувайте.

Горящи диаманти. Видео.

Интересни страници от нашия сайт:

Лошо време. Интересни фактиза дъжда

Подземна лодка. Тайни разработки

Богомолов ускорител. Възможно ли е напълно да се унищожи една държава?

Диамантът е доста рядък и скъп камък. Ражда се в дълбините на земята и излиза на повърхността под формата на кимберлитова тръба. Този минерал е открит отдавна, но едва през шестнадесети век учените започват да изучават свойствата на този скъпоценен камък. След множество експерименти физиците дадоха отговор за структурата и свойствата на диаманта.

Но изучаването на този минерал продължава и до днес. В момента няма точен отговор на въпроса - какво ще се случи, ако диамантът се разтопи? Откриването на структурната структура и свойствата на минерала направи възможно използването му не само като бижутано и в различни индустрии.

Структура и свойства на диаманта

Според структурата диамантът е кристална решетка от въглеродни атоми с много силна връзка, която определя неговите свойства.

Твърдостта на диаманта. Той е най-твърдият от всички известни в момента минерали. Поради структурата му е невъзможно да се унищожи или повреди повърхността му с други минерали или предмети.
Липса на реакция на диаманта към агресивна химическа среда под формата на основи и киселини.
Крехкост на минерала.

Особеността на структурата на кристалната решетка на минерала го прави крехък. При силен удар по камъка той се разпада на малки парченца. Това свойство се използва от бижутерите при рязане на диаманти.

Ако основните свойства на диаманта са по-разбрани, тогава какви свойства ще има минералът, ако се опита да бъде разтопен? Експериментални експерименти по темата: "как да се стопи диамант" са били и се извършват от физиците в момента.

Как да стопим диамант

В резултат на експеримента физиците успяха да получат течни капки диамант, но не успяха да измерят точката на топене и да фиксират новите свойства на минерала в това състояние. Когато диамантът се нагрява по обичайния начин на въздух до температура 1000 градуса по Целзий, той изгаря, а във вакуум, при температура 2000 градуса, се превръща в графит.

Учените, в хода на експеримента, решили да действат върху естествен диамант една десета от карата висока температура, 3500 градуса по Целзий и високо наляганеударна вълна (налягането достигна 11 милиона атмосфери) с помощта на лазерни импулси.

С постепенно намаляване на температурата и налягането се появиха образувания под формата на парчета лед, които не потънаха на повърхността на образуваната течност. Броят на тези твърди образувания при постоянна температура и понижено налягане нараства все повече и повече.

Поради сложността на експерименталните условия не беше възможно да се изследват свойствата на разтопената форма на диаманта. Подобни прояви обаче са регистрирани на Нептун и Уран. Има вероятност в недрата на тези планети да има морета от разтопени диаманти.

Ще разтопи ли лавата диамант?

Температурата на лавата варира от 500 до 1200 градуса. Температурата на топене на диаманта започва от 3500 градуса (в този случай е необходимо налягане над 11 GPa). Така че не, лавата не може да разтопи диамант. Въпреки това, тя е в състояние да го изгори, т.к. При атмосферно налягане диамантът гори при температура от 1000 градуса.

Интересен факт. През 2013 г. бяха открити диамантени разсипи в лавата на активни вулкани в Камчатка. Как е възможно, ако трябва да горят. След поредица от изследвания учените заключиха, че това са новообразувани диаманти с нови свойства. Те дори получиха отделно име - Толбачински. Според доклада: „Диамантите са се образували във вулканични газове в резултат на ударна кристализация под действието на електрически разряди на мълнии“.

Учените все още спорят в какво вещество преминава диамантът при топенето. От 16 век, когато е открит минералът, той се изучава активно. Но много мистерии все още не са разгадани. В продължение на повече от 500 години са провеждани много експерименти в стремежа на учените да разкрият тази мистерия. Но повечето от свойствата на камъка все още са неизследвани. Всяко откритие отнема много години. В нашата статия ще отворим леко за вас един от воалите, зад които се крият много интересни неща.

Относно основните свойства

Температурата, при която се топи един диамант, определя дали той може да се използва в бижутерската индустрия или в индустрията. Но характеристиката все още не е напълно проучена, тъй като камъкът има уникални свойства. Трудно е да се сравни с нещо познато на света.

Едно от обясненията за такива необичайни характеристики на минерала е неговият извънземен произход. Има теория, че диамантът е дошъл на планетата от космоса заедно с метеорити и се е установил в недрата на земята. Други учени обясняват странното поведение на камъка със структурата на кристалната му решетка.

Въглеродните атоми в него имат ултраздрава връзка, която определя вече познатите свойства на диаманта:

необичайна твърдост;
устойчивост на агресивна химическа среда (алкали и киселини);
крехкост.

Парадоксът на диаманта е, че от една страна той е най-издръжливият минерал на планетата. Но от друга страна, той е много крехък и лесно може да бъде повреден от силен удар. Бижутерите използват последното свойство при рязане.

Интересни свойства, изследвани по време на експерименти

Диамантът е най-невероятният камък. Неговата природа и свойства карат най-интелигентните хора на планетата да решават най-трудните задачи. Красотата му радва милиони. Той е един от най-добрите диелектрици и изолатори. Съдържа само въглеродни атоми.

Любопитно е, че самият въглерод е изключително запалимо вещество. В природата се среща по-често под формата на графит. Това подтикна учените към идеята за превръщане на едно вещество в друго. Те се интересуваха дали по време на процеса на топене диамантът ще се превърне в графит и обратно. Резултатите са смесени.

Оказа се, че е възможно да се създаде графит от диамант чрез нагряване на кристала до 2000 градуса и блокиране на достъпа на кислород. Но не беше възможно да се извърши обратната реакция, без да се направи семе. Можете да прочетете за това в статията.Ако камъкът не се нагрява във вакуум, той просто ще се превърне във въглерод.

Преход от едно състояние в друго

Чрез температурата и околната среда в пещта за топене е възможно да се предвиди в какво състояние ще премине диамантът. Ако в колбата има кислород, тогава камъкът ще изгори напълно при температура от 850-1000 градуса по Целзий. По време на реакцията ще се освободи бледосин пламък. В края на експеримента CO2 - кислород и въглерод - ще останат в капсулата.

Това беше възможно да се докаже през 1694 г. от италианските учени Тарджони и Аверани. Те се опитаха да слеят два малки диаманта в един, но изгориха само камъните.

Техният експеримент се провали, тъй като е невероятно трудно да се постигне плавно топене на диаманти: необходима е капсула без кислород, с възможност за регулиране на налягането вътре в нея.

Субстанцията, в която преминават диамантите, нагрети до 2000-3000 градуса, зависи от околната среда. Ако блокирате кислорода и създадете температура от 1800-2000 градуса, можете да получите графит. Повишавайки нивото на топлина до 3700-4000 градуса при същите условия, можете да получите разтопен въглерод. Но е изключително трудно да се постигнат такива мощности от лабораторни устройства.

Ход на експеримента и резултатите от него

За да се определи при каква температура се топи диамантът, през 2010 г. беше проведен голям експеримент. Камък от 1/10 карата е поставен в специална капсула, където са създадени вълнови импулси с наносекунда. Пещта достига налягане от 10 милиона атмосфери и температура от 40 000 Келвина (39 726,85 Целзий), след което кристалът преминава в течно състояние.

Експериментът не приключи дотук. Учените продължиха да повишават температурата и налягането. Когато топлината достигна 50 000 Келвина (49 726,85 по Целзий), диамантът започна да се втвърдява. Освен това той го направи буквално на парчета - твърди кристали, образувани на повърхността на разтопената маса.

Дизайнът наподобяваше айсберг. Любопитно е, че разтопената маса не завира или не се променя, докато учените продължават да повишават температурата. Но когато градусите паднаха и налягането остана същото, кристалите станаха по-големи и се сляха в едно.

Феномени и научни факти

Не само топенето на диаманта интересува учените. По време на един от експериментите за превръщането на камък във въглероден диоксид се случи интересно откритие. Когато кристалът беше изложен на мощни ултравиолетови лъчи, в минерала се образува кухина.

Беше възможно да се установи, че ултравиолетовите лъчи увреждат диаманта. Но за собствениците на диамантени бижута това не трябва да предизвиква безпокойство. Ще отнеме десетки хиляди години, преди слънчевите лъчи да навредят на вашите бижута.

Учените не са успели да разрешат много мистерии на диаманта. Например в бижутерските работилници камъкът може лесно да се нагрява, обработва и запоява. Вярно е, че ако в диаманта има пукнатини, той ще се разпадне на малки парченца.

Лава и въглеродни кристали

Поради факта, че диамантените находища се намират в кимберлитови тръби - мястото, където вулканичната скала излиза на повърхността, има основателни опасения. Може ли лавата да разтопи диамант? Отговорът е еднозначен - не.

Факт е, че точката на топене на диаманта е над 3500 градуса. Да, и налягането трябва да е сериозно, повече от 11 hPa. Топлината на лавата е само 500-1200 градуса. Чрез просто сравнение заключаваме, че потоците от лава могат да изгорят минерал само ако достигне 1000 градуса.

Думата "диамант" идва от гръцки език. На руски се превежда като "". Наистина, за да повредите този камък, трябва да положите свръхчовешки усилия. Той реже и драска всички познати ни минерали, а самият той остава невредим. Киселината не му вреди. Веднъж от любопитство в ковачница бил направен експеримент: върху наковалня бил поставен диамант и се удряло с чук. Желязото почти се разцепи на две, но камъкът остана непокътнат.

Диамантът гори с красив синкав цвят.

От всички твърди вещества диамантът има най-висока топлопроводимост. Устойчив е на триене, дори срещу метал. Това е най-еластичният минерал с най-нисък коефициент на компресия. Интересно свойство на диаманта е да луминесцира дори под въздействието на изкуствени лъчи. Свети с всички цветове на дъгата и пречупва цвета по интересен начин. Този камък сякаш е наситен със слънчев цвят и след това го излъчва. Както знаете, естественият диамант е грозен, шлифовката му придава истинска красота. Скъпоценен камък, направен от шлифован диамант, се нарича диамант.

История на експериментите

През 17 век в Англия Бойл успява да изгори диамант, като го осветява със слънчев лъч през леща. Във Франция обаче експериментът с калциниране на диаманти в съд за топене не даде никакви резултати. Френският бижутер, който проведе експеримента, намери само тънък слой тъмна плака върху камъните. В края на 17 век италианските учени Аверани и Таргиони, когато се опитват да слеят два диаманта, успяват да установят температурата, при която гори диамантът - от 720 до 1000 ° C.

Диамантът не се топи поради здравата структура на кристалната решетка. Всички опити да се стопи минералът завършват с изгарянето му.

Великият френски физик Антоан Лавоазие отиде по-далеч, като реши да постави диаманти в херметически затворен съд от стъкло и да го напълни с кислород. С помощта на голяма леща той нагрява камъните и те напълно изгарят. След като изследвали състава на въздушната среда, те установили, че освен кислород, тя съдържа въглероден диоксид, който е комбинация от кислород и въглерод. Така беше получен отговорът: диамантите горят, но само при наличие на кислород, т.е. на открито. Изгаряйки, диамантът се превръща във въглероден диоксид. Ето защо, за разлика от въглищата, дори пепелта не остава след изгарянето на диаманта. Експериментите на учените потвърдиха още едно свойство на диаманта: при липса на кислород диамантът не гори, но неговата молекулярна структура се променя. При температура от 2000 ° C графитът може да се получи само за 15-30 минути.

диамант - скъпоценен камък, но неговите свойства са оценени от физиката едва през 16 век. И това въпреки факта, че камъкът е намерен няколко века по-рано. Разбира се, за да се оцени пълното значение на минерала, бяха необходими много експерименти. Те дават информация за твърдостта на камъка, точката на топене на диаманта и други физически характеристики. Но оттогава камъкът се използва не само като красив аксесоар, но и за индустриални цели.

Оценката е извършена в специални лаборатории. И в резултат на това беше ясно химичен съставдиамант, структурата на неговата кристална решетка, а също така откри няколко феномена.

топящ се диамант

Експерименти, свързани с точката на топене

Както е известно, кристалната решетка на веществото има формата на тетраедър с ковалентни връзки между въглеродните атоми. Възможно е тази структура да е причина за няколко открития, свързани с топенето на диаманта.

Енциклопедиите на минералите дават показатели за топене на диаманта от 3700-4000 градуса по Целзий. Но това не е съвсем точна информация, тъй като те не се поддават на общоприетите модели. По-специално, по време на топенето са открити следните ефекти:

Използвайки високи температури(2000 градуса по Целзий без кислород), диамантът може да се превърне в графит. В същото време по-нататъшното поведение на това вещество с повишаване на температурата не подлежи на логично обяснение. Ето процеса в обратна странаневъзможно за производство. В краен случай можете да получите синтетичен камък, чиято кристална решетка ще се различава от естествените диаманти.
Ако камъкът се нагрее до температура от 850-1000 градуса по Целзий, той се превръща във въглероден диоксид, тоест изчезва безследно. Такъв експеримент е проведен през 1694 г. от изследователи от Италия Таргиони и Аверани, опитвайки се да разтопят камъните и да ги комбинират в един диамант.
Проучване е проведено и през 2010 г. в Калифорния, където група физици заключава, че е невъзможно да се постигне топене на диаманта, ако температурата на камъка постепенно се повишава. За да разберете индекса на топене, е необходимо, освен с температура, да въздействате върху диаманта с налягане, което затруднява измерването. За да превърнат диаманта наистина в течно състояние, учените трябваше да положат много усилия. За целта те използвали лазерни импулси, които действали върху камъка за няколко наносекунди. В същото време камъкът в течна форма е получен при налягане 40 милиона пъти по-високо от атмосферното налягане на морското равнище. Освен това, ако налягането падне до 11 милиона атмосфери, а температурата на повърхността на минерала е 50 хиляди Келвина, тогава върху камъка се появяват твърди парчета. Те не потънаха в останалата течност и външно наподобяваха парчета лед. При по-нататъшно намаляване на индикатора за налягане, парчетата се натрупват, образувайки "айсберги" на повърхността. Учените са сравнили, че така се държи въглеродът в състава на планетите Нептун и Уран, на повърхността на тези небесни тела също има океани с течен диамант. Но за да се докаже това предположение, е необходимо да се изпратят сателити до планетите, което в момента не може да се осъществи бързо.
Ако действате върху камъка с кратки светлинни импулси в ултравиолетовия диапазон, тогава в минерала ще се появят малки вдлъбнатини. Така експериментът потвърждава изчезването на камъка под действието на мощна ултравиолетова светлина, тоест превръщането на диаманта във въглероден диоксид. Поради това ултравиолетовите лазери на базата на диаманти бързо се развалят и стават неизползваеми. Но не се притеснявайте, че диамантът върху бижуто ще изчезне с времето: за да премахнете един микрограм от минерала, трябва да държите диаманта под ултравиолетова светлина около 10 милиарда години.

И така, индексът на топене е интересна характеристика на диаманта. Все още е предмет за изучаване. С навлизането на технологиите учените намират нови начини да тестват тази характеристика. Въз основа на него можете да направите изводи за произхода на камъка, да откриете нови начини за използване на диаманта.