DANS tout dans ce monde n'est pas éternel. Presque tout finit par tomber en poussière. Et malheureusement, personne ne peut changer cela. Pourtant, il y a des choses dans notre monde qui, selon beaucoup, ne changent pas. Aujourd'hui, je veux parler d'un de ces objets - un diamant. Le diamant est considéré comme l'un des minéraux les plus durs au monde. Mais reste…

Saviez-vous que les diamants peuvent brûler ? Ce phénomène fascinant a été découvert à la suite d'expériences menées avec ce minéral. À la suite des expériences, il s'est avéré qu'à des températures élevées (850-1000 degrés C), un minéral très dur change de structure et se transforme en dioxyde de carbone le plus pur, ne laissant aucune autre substance. Cela a été prouvé pour la première fois en 1694, au moment où des scientifiques italiens K.A. Tarjoni et J. Averani ont essayé de combiner plusieurs petits diamants en un seul gros diamant. La température de combustion à laquelle brûlures de diamant dans un courant d'oxygène pur un peu moins : 720-800 degrés C. De plus, le minéral brûle avec une belle flamme bleue.

Encore une fois, ce qui est intéressant, à mon avis, c'est le fait qu'il est possible de produire du graphite ordinaire à partir de diamant. Pour ce faire, il vous suffit de chauffer la pierre, en l'absence d'oxygène, à une température de 2000 degrés C.

Tous ces faits ont été prouvés à plusieurs reprises par des scientifiques dans la pratique, puis scientifiquement étayés.

Alors ce que les femmes se souviennent de ça brûlures de diamant, un diamant sur votre doigt à haute température peut se transformer en graphite ordinaire. Rappelez-vous cela et soyez prudent, ne vous énervez pas.

Brûler des diamants. Vidéo.

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Le diamant est une pierre assez rare et chère. Elle naît dans les profondeurs de la terre et remonte à la surface sous la forme d'un tuyau de kimberlite. Ce minéral a été découvert il y a longtemps, mais ce n'est qu'au XVIe siècle que les scientifiques ont commencé à étudier les propriétés de cette gemme. Après de nombreuses expériences, les physiciens ont donné une réponse sur la structure et les propriétés du diamant.

Mais l'étude de ce minéral se poursuit à ce jour. À l'heure actuelle, il n'y a pas de réponse exacte à la question - que se passera-t-il si un diamant est fondu ? La découverte de la structure et des propriétés du minéral a permis de l'utiliser non seulement comme bijoux mais aussi dans diverses industries.

Structure et propriétés du diamant

Selon la structure, le diamant est un réseau cristallin d'atomes de carbone avec une liaison très forte, qui détermine ses propriétés.

• La dureté d'un diamant. C'est le plus dur de tous les minéraux actuellement connus. En raison de sa structure, il est impossible de détruire ou d'endommager sa surface avec d'autres minéraux ou objets.
• Absence de réaction du diamant à un environnement chimique agressif sous forme d'alcalis et d'acides.
• Fragilité du minéral.

La particularité de la structure du réseau cristallin du minéral le rend cassant. D'un coup violent sur la pierre, celle-ci se brise en petits morceaux. Cette propriété est utilisée par les bijoutiers lors de la taille des diamants.

Si les propriétés de base du diamant sont mieux comprises, alors quelles propriétés le minéral aura-t-il s'il est essayé de le faire fondre ? Des expériences expérimentales sur le thème: "comment fondre un diamant" ont été et sont actuellement menées par des physiciens.

Comment faire fondre un diamant

Les physiciens ont réussi, à la suite de l'expérience, à obtenir des gouttes liquides de diamant, mais ils n'ont pas réussi à mesurer le point de fusion et à fixer les nouvelles propriétés du minéral dans cet état. Lorsque le diamant est chauffé de la manière habituelle dans l'air à une température de 1000 degrés Celsius, il brûle et, dans le vide, à une température de 2000 degrés, il se transforme en graphite.

Les scientifiques, au cours de l'expérience, ont décidé d'agir sur un diamant naturel d'un dixième de carat à haute température, 3500 degrés Celsius et haute pression onde de choc (la pression atteint 11 millions d'atmosphères) à l'aide d'impulsions laser.

Avec une diminution progressive de la température et de la pression, des formations sont apparues sous la forme de morceaux de glace qui ne coulaient pas à la surface du liquide formé. Le nombre de ces formations solides à température constante et pression réduite augmentait de plus en plus.

En raison de la complexité des conditions expérimentales, il n'a pas été possible d'étudier les propriétés de la forme fondue du diamant. Cependant, des manifestations similaires ont été enregistrées sur Neptune et Uranus. Il est possible que dans les entrailles de ces planètes se trouvent des mers de diamants en fusion.

La lave fera-t-elle fondre un diamant ?

La température de la lave varie de 500 à 1200 degrés. La température de fusion du diamant commence à partir de 3500 degrés (dans ce cas, une pression de plus de 11 GPa est requise). Donc non, la lave ne peut pas faire fondre un diamant. Cependant, elle est capable de le brûler, tk. A pression atmosphérique, le diamant brûle à une température de 1000 degrés.

Fait intéressant. En 2013, des placers de diamants ont été découverts dans la lave des volcans actifs du Kamtchatka. Comment est-ce possible s'ils doivent brûler. Après une série d'études, les scientifiques ont conclu qu'il s'agissait de diamants nouvellement formés avec de nouvelles propriétés. Ils ont même reçu un nom distinct - Tolbachinsky. Selon le rapport : "Les diamants se sont formés dans les gaz volcaniques à la suite d'une cristallisation par choc sous l'action de décharges électriques de foudre."

Les scientifiques se disputent encore sur la substance dans laquelle le diamant passe lors de la fusion. Depuis le XVIe siècle, date à laquelle le minéral a été découvert, il a été activement étudié. Mais, de nombreux mystères n'ont pas encore été résolus. Depuis plus de 500 ans, de nombreuses expériences ont été menées dans la quête des scientifiques pour percer ce mystère. Mais la plupart des propriétés de la pierre sont encore inexplorées. Chaque découverte prend plusieurs années. Dans notre article, nous allons légèrement ouvrir pour vous l'un des voiles derrière lesquels se cachent de nombreuses choses intéressantes.

À propos des propriétés de base

La température à laquelle un diamant fond détermine s'il peut être utilisé dans l'industrie de la bijouterie ou dans l'industrie. Mais la caractéristique n'a pas encore été complètement étudiée, car la pierre a des propriétés uniques. Il est difficile de le comparer avec quoi que ce soit de connu dans le monde.

L'une des explications de ces caractéristiques inhabituelles du minéral est son origine extraterrestre. Il existe une théorie selon laquelle le diamant est venu sur la planète depuis l'espace avec des météorites et s'est installé dans les entrailles de la terre. D'autres scientifiques expliquent le comportement étrange de la pierre par la structure de son réseau cristallin.

Les atomes de carbone qu'il contient ont une liaison ultra-forte, qui détermine les propriétés déjà connues du diamant :

• dureté anormale;
• résistance à l'environnement chimique agressif (alcalis et acides);
• fragilité.

Le paradoxe du diamant est que, d'une part, c'est le minéral le plus durable de la planète. Mais d'un autre côté, il est très fragile et peut être facilement endommagé par un coup violent. Les bijoutiers utilisent la dernière propriété lors de la coupe.

Propriétés intéressantes étudiées lors d'expérimentations

Le diamant est la pierre la plus étonnante. Sa nature et ses propriétés obligent les personnes les plus intelligentes de la planète à résoudre les tâches les plus difficiles. Sa beauté ravit des millions de personnes. C'est l'un des meilleurs diélectriques et isolants. Il ne contient que des atomes de carbone.

Il est curieux que le carbone lui-même soit une substance extrêmement combustible. Dans la nature, on le trouve plus communément sous forme de graphite. Cela a incité les scientifiques à l'idée de convertir une substance en une autre. Ils voulaient savoir si, pendant le processus de fusion, le diamant se transformerait en graphite et vice versa. Les résultats ont été mitigés.

Il s'est avéré qu'il est possible de créer du graphite à partir de diamant en chauffant le cristal à 2000 degrés et en bloquant l'accès à l'oxygène. Mais il n'était pas possible de réaliser la réaction inverse sans faire de graine. Vous pouvez lire à ce sujet dans l'article Si la pierre n'est pas chauffée sous vide, elle se transformera simplement en carbone.

Passage d'un état à un autre

Par la température et l'environnement dans le four de fusion, il est possible de prédire dans quel état le diamant ira. Si de l'oxygène est présent dans le flacon, la pierre brûlera complètement à une température de 850 à 1000 degrés Celsius. Au cours de la réaction, une flamme bleu pâle sera libérée. À la fin de l'expérience, le CO2 - oxygène et carbone - restera dans la capsule.

Il a été possible de le prouver en 1694 par les scientifiques italiens Targioni et Averani. Ils ont essayé de fusionner deux petits diamants en un seul, mais ils n'ont brûlé que les pierres.

Leur expérience a échoué car il est incroyablement difficile d'obtenir une fusion en douceur des diamants : une capsule sans oxygène est nécessaire, avec la capacité de réguler la pression à l'intérieur.

La substance dans laquelle passent les diamants chauffés à 2000-3000 degrés dépend de l'environnement. Si vous bloquez l'oxygène et créez une température de 1800 à 2000 degrés, vous pouvez obtenir du graphite. En augmentant le niveau de chaleur à 3700-4000 degrés dans les mêmes conditions, vous pouvez obtenir du carbone fondu. Mais il est extrêmement difficile d'atteindre de telles capacités à partir d'appareils de laboratoire.

Le déroulement de l'expérience et ses résultats

Pour déterminer à quelle température un diamant fond, une grande expérience a été menée en 2010. Une pierre de 1/10 carat a été placée dans une capsule spéciale, où des impulsions d'ondes nanosecondes ont été créées. Le four a atteint une pression de 10 millions d'atmosphères et une température de 40 000 Kelvin (39 726,85 Celsius), après quoi le cristal est passé à l'état liquide.

L'expérience ne s'est pas arrêtée là. Les scientifiques ont continué à augmenter la température et la pression. Lorsque la chaleur a atteint 50 000 Kelvin (49 726,85 Celsius), le diamant a commencé à durcir. De plus, il l'a fait littéralement en morceaux - des cristaux solides formés à la surface de la masse fondue.

La conception ressemblait à un iceberg. Curieusement, la masse fondue n'a pas bouilli ni changé pendant que les scientifiques continuaient à augmenter la température. Mais au fur et à mesure que les degrés diminuaient et que la pression restait la même, les cristaux grossissaient et fusionnaient en un seul.

Phénomènes et faits scientifiques

Il n'y a pas que la fonte du diamant qui intéresse les scientifiques. Au cours d'une des expériences sur la transformation de la pierre en dioxyde de carbone, une découverte intéressante s'est produite. Lorsque le cristal a été exposé à de puissants rayons ultraviolets, une cavité s'est formée dans le minéral.

Il a été possible de découvrir que les ultraviolets endommagent le diamant. Mais pour les propriétaires de bijoux en diamants, cela ne devrait pas inquiéter. Il faudra des dizaines de milliers d'années avant que les rayons du soleil n'endommagent vos bijoux.

Les scientifiques n'ont pas été en mesure de résoudre de nombreux mystères du diamant. Par exemple, dans les ateliers de joaillerie, la pierre peut être facilement chauffée, traitée et soudée. Certes, s'il y a des fissures dans le diamant, il se brisera en petits fragments.

Cristaux de lave et de carbone

En raison du fait que les gisements de diamants sont situés dans des tuyaux de kimberlite - l'endroit où la roche volcanique remonte à la surface, il existe des inquiétudes légitimes. La lave peut-elle faire fondre un diamant ? La réponse est sans équivoque - non.

Le fait est que le point de fusion du diamant est supérieur à 3500 degrés. Oui, et la pression doit être sérieuse, supérieure à 11 hPa. La chaleur de la lave n'est que de 500 à 1200 degrés. Par simple comparaison, nous concluons que les coulées de lave ne peuvent brûler un minéral que s'il atteint 1000 degrés.

Le mot "diamant" vient de la langue grecque. Il est traduit en russe par "". En effet, pour endommager cette pierre, il faut fournir des efforts surhumains. Il coupe et raye tous les minéraux que nous connaissons, alors qu'il reste lui-même indemne. L'acide ne lui fait pas de mal. Une fois, par curiosité, une expérience a été réalisée dans une forge : un diamant a été placé sur une enclume et frappé avec un marteau. Le fer s'est presque fendu en deux, mais la pierre est restée intacte.

Le diamant brûle avec une belle couleur bleutée.

De tous les solides, le diamant a la conductivité thermique la plus élevée. Il résiste aux frottements, même contre le métal. C'est le minéral le plus élastique avec le taux de compression le plus bas. Une propriété intéressante d'un diamant est d'être luminescent même sous l'influence de rayons artificiels. Il brille de toutes les couleurs des arcs-en-ciel et réfracte la couleur d'une manière intéressante. Cette pierre semble être saturée de couleur solaire, puis la rayonne. Comme vous le savez, un diamant naturel est laid, la taille lui donne une vraie beauté. Une gemme fabriquée à partir d'un diamant taillé s'appelle un diamant.

Histoire des expériences

Au XVIIe siècle en Angleterre, Boyle a réussi à graver un diamant en faisant briller un rayon de soleil dessus à travers une lentille. Cependant, en France, l'expérience de calcination des diamants dans un creuset n'a donné aucun résultat. Le bijoutier français qui a mené l'expérience n'a trouvé qu'une fine couche de plaque sombre sur les pierres. À la fin du XVIIe siècle, les scientifiques italiens Averani et Targioni, en essayant de fusionner deux diamants ensemble, ont pu établir la température à laquelle un diamant brûle - de 720 à 1000 ° C.

Le diamant ne fond pas en raison de la structure solide du réseau cristallin. Toutes les tentatives pour faire fondre le minéral aboutissaient à le brûler.

Le grand physicien français Antoine Lavoisier est allé plus loin en décidant de placer des diamants dans un récipient hermétique en verre et de le remplir d'oxygène. À l'aide d'une grande lentille, il a chauffé les pierres et elles ont complètement brûlé. Après avoir examiné la composition de l'environnement de l'air, ils ont découvert qu'en plus de l'oxygène, il contient du dioxyde de carbone, qui est une combinaison d'oxygène et de carbone. Ainsi, la réponse a été reçue: les diamants brûlent, mais uniquement lorsque l'oxygène est disponible, c'est-à-dire à ciel ouvert. En brûlant, le diamant se transforme en gaz carbonique. C'est pourquoi, contrairement au charbon, même la cendre ne reste pas après la combustion du diamant. Les expériences des scientifiques ont confirmé une autre propriété du diamant : en l'absence d'oxygène, le diamant ne brûle pas, mais sa structure moléculaire change. À une température de 2000 ° C, le graphite peut être obtenu en seulement 15 à 30 minutes.

Diamant - gemme, mais ses propriétés n'ont été appréciées par la physique qu'au XVIe siècle. Et cela malgré le fait que la pierre a été trouvée plusieurs siècles plus tôt. Bien sûr, pour apprécier toute la signification du minéral, il a fallu de nombreuses expériences. Ils ont donné des informations sur la dureté de la pierre, le point de fusion du diamant et d'autres caractéristiques physiques. Mais depuis lors, la pierre a été utilisée non seulement comme un bel accessoire, mais aussi à des fins industrielles.

L'évaluation a été réalisée dans des laboratoires spéciaux. Et par conséquent, il était clair composition chimique diamant, la structure de son réseau cristallin, et a également découvert plusieurs phénomènes.

diamant fondant

Expériences liées au point de fusion

Comme on le sait, le réseau cristallin d'une substance a la forme d'un tétraèdre avec des liaisons covalentes entre les atomes de carbone. Il est possible que cette structure ait été à l'origine de plusieurs découvertes liées à la fonte du diamant.

Les encyclopédies de minéraux donnent des indicateurs de fonte du diamant de 3700 à 4000 degrés Celsius. Mais ce ne sont pas des informations tout à fait exactes, car elles ne se prêtent pas aux modèles généralement acceptés. En particulier, les effets suivants ont été constatés lors de la fusion :

• En utilisant hautes températures(2000 degrés Celsius sans oxygène), le diamant peut être transformé en graphite. Dans le même temps, le comportement ultérieur de cette substance avec l'augmentation de la température défie toute explication logique. Voici le processus en verso impossible à produire. Dans les cas extrêmes, vous pouvez obtenir une pierre synthétique dont le réseau cristallin sera différent des diamants naturels.
• Si la pierre est chauffée à une température de 850 à 1000 degrés Celsius, elle se transforme en dioxyde de carbone, c'est-à-dire qu'elle disparaît sans laisser de trace. Une telle expérience a été réalisée en 1694 par des chercheurs italiens Targioni et Averani, essayant de faire fondre les pierres et de les combiner en un seul diamant.
• Des recherches ont également été menées en 2010 en Californie, où un groupe de physiciens a conclu qu'il était impossible de réaliser la fusion du diamant si la température de la pierre était progressivement augmentée. Pour connaître l'indice de fusion, il faut, en plus de la température, agir sur le diamant par la pression, ce qui rend la mesure difficile. Pour vraiment convertir le diamant en un état liquide, les scientifiques ont dû faire beaucoup d'efforts. Pour ce faire, ils ont utilisé des impulsions laser qui ont agi sur la pierre pendant plusieurs nanosecondes. Parallèlement, la pierre sous forme liquide a été obtenue à une pression 40 millions de fois supérieure à la pression atmosphérique au niveau de la mer. De plus, si la pression chutait à 11 millions d'atmosphères et que la température à la surface du minéral était de 50 000 Kelvin, des morceaux durs apparaissaient sur la pierre. Ils ne coulaient pas dans le reste du liquide et ressemblaient extérieurement à des morceaux de glace. Avec une nouvelle diminution de l'indicateur de pression, les morceaux se sont accumulés, formant des "icebergs" à flot. Les scientifiques ont comparé que c'est ainsi que se comporte le carbone dans la composition des planètes Neptune et Uranus, à la surface de ces corps célestes il y a aussi des océans avec du diamant liquide. Mais pour prouver cette hypothèse, il est nécessaire d'envoyer des satellites sur les planètes, ce qui pour le moment ne peut pas être mis en œuvre rapidement.
• Si vous agissez sur la pierre avec de courtes impulsions lumineuses dans la gamme ultraviolette, de petites dépressions apparaîtront dans le minéral. Ainsi, l'expérience confirme la disparition de la pierre sous l'action de puissants ultraviolets, c'est-à-dire la transformation du diamant en gaz carbonique. Par conséquent, les lasers ultraviolets à base de diamant se décomposent rapidement et deviennent inutilisables. Mais ne vous inquiétez pas du fait que le diamant sur les bijoux disparaîtra avec le temps : pour retirer un microgramme du minéral, vous devez garder le diamant sous lumière ultraviolette pendant environ 10 milliards d'années.

Ainsi, l'indice de fusion est une caractéristique intéressante d'un diamant. C'est encore un sujet d'étude. Avec l'avènement de la technologie, les scientifiques trouvent de nouvelles façons de tester cette caractéristique. Sur cette base, on peut tirer des conclusions sur l'origine de la pierre, découvrir de nouvelles façons d'utiliser le diamant.