Алмаз имеет металлический блеск

Обновлено: 18.05.2024

«Несокрушимый» так переводится с древнегреческого название самого твердого минерала встречающегося на земле. Высокая степень светопреломления обеспечивает игру ювелирного алмаза. Светится в ультрафиолетовых и рентгеновских лучах, многие светятся в темноте после пребывания на свету. Самые крупные месторождения в России находятся на территории Якутии и Архангельской области. Издавна алмаз считается камнем царей, символизирующим силу и власть, в Индии считается главным камнем седьмой чакры, которая соединяет человека с Высшими силами, подпитывая своими вибрациями мозг, сердце и эфирное тело.

Алмаз это король всех минералов. Самый твёрдый, самы дорогой. каких только эпитетов не удостаивался этот минерал. Есть только одно но, диферамбы обычно поют не всем алмазам, а только ювелирным - бриллиантам, а ведь это очень маленький процент от всех добываемых камней. Тут же мы попробуем рассказать обо всех алмазах и о тех которые ювелиры гранят, для того что бы сделать красивое кольцо или колье и о тех, без которых невозможны многие отрасли народного хозяйства. В обычном стеклорезе ведь тоже есть алмаз, вставляют этот камень и в буровые коронки. Так что далеко не все алмазы идут в ювелирную промышленность. Точные цифры назвать сложно, но по разным источникам доля добытых алмазов, которые могут стать драгоцеными камнями составляет от 10 до 20%. А остальное как раз используется в промышленых целях.

Алмаз - кубическая полиморфная (аллотропная) модификация углерода (C), устойчивая при высоком давлении. При атмосферном давлении и комнатной температуре метастабилен, но может существовать неограниченно долго, не превращаясь в стабильный в этих условиях графит. На воздухе алмаз сгорает при 850° С с образованием СО₂; в вакууме при температуре свыше 1.500° С переходит в графит. Бесцветные разности представляют собой чистый углерод. Окрашенные и непрозрачные алмазы содержат примеси двуокиси кремния (SiO₂), окиси магния (MgO), окиси кальция (СаО), закиси железа (FeO), окиси железа (Fe₂O₃), окиси алюминия (Аl₂О₃), окиси титана (ТiO₂); в виде включений встречаются графит и другие минералы. Разновидности алмаза:

Баллас - сферолиты алмаза шарообразной или близкой к ней форме с радиально-лучистым строением.
Борт (boart, bort) - агрегаты алмаза неправильной формы, мелко- и крупнозернистые.
Карбонадо (carbonado) - скрыто- или микрокристаллические агрегаты алмаза, плотные или пористые.
Якутит (yakutite) - алмаз с обилием включений, за счёт которых имеет тёмную окраску, получил название по месту добычи.

Алмаз это самый твердый минерал. Его твердость равна 10 по шкале Мооса и это максимум. Абсолютная твердость алмаза в 1000 раз превышает твердость кварца и в 150 раз — твердость корунда.

Плотность минерала 3,5—3,52, это конечно же не рекорд, но тоже много. Для алмазов характерными формами кристаллов являются октаэдры и додекаэдры (тетраэдры); встречаются двойники срастания; кристаллы иногда характеризуются фигурами травления, штриховкой, искривлением граней, наблюдаются неправильные, искаженные кристаллы.

Кристаллическая структура

Гранецентрированная решетка куба; каждый атом окружен четырьмя другими, расположенными по тетраэдру.Спайность. Совершенная по октаэдру (111), хрупкий. П. тр. В порошке сгорает на платиновой проволочке с образованием двуокиси углерода (СО3); при прекращении доступа воздуха и температуре 1500°С превращается в графит. Поведение в кислотах. Нерастворим.

Происхождение

На данный момент точной, научно подтверждённой теории происхождения алмазов нет. Существуют самые разнообразные гипотезы, но основная масса учёных склоняется к магматической и мантийной теориям. На большой глубине (120-200 км) атомы углерода под большим давлением (45-60 тысяч атмосфер) и при высокой температуре (900-1300°С) образуют кубическую кристаллическую решетку - алмаз. Породы, содержащие алмазы выносятся на поверхность при помощи "трубок взрыва". Встречаются и алмазы метеоритного (внеземного) происхождения. При падении крупных метеоритов при ударном метаморфизме также могут образовываться алмазы, например, в Попигайской астроблеме на севере Сибири.

Сопутствующие минералы

в кимберлитах: форстерит, флогопит, пироп, диопсид, ильменит;
в россыпях: ильменит, гранаты, рутил, брукит, анатаз, гематит, магнетит, турмалины, золото, циркон, топаз

Алмазы получают и искусственным путём.

Немного истории

Пять тысяч лет назад, людям стал известен завораживающий своей красотой, очаровывающий души и умы многих, прекраснейший камень — алмаз. Тысячи романов и рассказов, сотни фильмов и миллионы человеческих судеб, связанны с этим обворожительным камнем. Своей природой, он полностью оправдывает своё гордое имя, данное ему ещё древними Греками. Алмаз в переводе означает — неукротимый. ОН упорно не поддаётся рукам шлифовальщика и прозорливому разуму учёного, химическим реактивам и могущественному времени.

У древних индусов было убеждение, относительно составу алмазов, точнее заключённых в них пропорций основных элементов мироздания, т.е. — вода, земля, воздух, небо и энергия. Если основа камня — земля, значит алмаз плотный; вода — гладкий прозрачный тяжёлый; воздух — алмаз остроконечен и лёгок; если в нём преимущество небес — камень чист, исключительно блестящ и имеет острые края; алмазы, имеющие основной сущностью энергию, чаще всего имеют кроваво — красный свет.

Также каждому виду давались свои магические свойства: алмаз водянистый дарит славу, богатство и удовлетворение, землянистый алмаз способствует завоеванию абсолютной земной власти, воздушные дарили сердечность и грацию, небесные здоровье, а те в которых основой являлась энергия — храбрость, могущество, надежду. Поражённые его великолепием и долговечностью, они посвящали его своим божествам и ставили во главе драгоценных камней.

Свойства Минерала

Посмотреть минерал Алмаз в магазинах минералов

Фото Минерала

Статьи по теме

Необыкновенные свойства алмаза породили массу легенд. Способность приносить удачу — лишь одно из бесчисленных свойств, приписываемых алмазу

Алмаз занял первое место в ряду драгоценных камней с тех пор, как его искусно ограненные формы, известные под названием бриллиантов, выявили все совершенство удивительных свойств этого минерала.

Прекрасны игра цветов и блеск алмаза, но наиболее замечательные его свойства - твердость и химическая стойкость.

массой 90 карат (или 18 г) - желтого цвета, но очень прозрачный, длиной 3 см - был найден в Центральной Индии, вероятно, в 1450 г.

С алмазом НАДЕЖДА связано легенд больше, нежели с каким-либо другим камнем в мире. Помимо величины и необыкновенного насыщенно-синего цвета он может похвалиться таинственно-мистическим статусом проклятого камня.

Алмаз - это кристаллическая модификация чистого углерода, образованная в глубоких недрах Земли, в верхней мантии на глубинах более 80-100 километров, при исключительно высоких давлении и температуре.

В настоящее время алмазы добывают из двух типов месторождений: коренных (кимберлитовые и лампроитовые трубки) и вторичных – россыпи.

Фабрики по огранке бриллиантов в СССР начали строить вскоре после открытия алмазных месторождений Якутии.

Стоимость бриллиантов традиционно считается в долларах США за 1 карат. Масса, цвет, чистота, качество огранки, известные как 4 “С”, являются основными факторами, от которых зависит стоимость бриллианта.

Оценка качества огранки тесно связана с человеческим восприятием камня, поскольку хорошо ограненный камень воспринимается человеком как красивый и вызывает положительные эмоции.

У нас в стране 7 заводов, главный из которых находится в Смоленске. Качество русских белых бриллиантов считается одним из лучших в мире. Компания «Алроса» занимается добычей алмазов, в основном белых и желтых. «Большая часть добытых («Алроса») и ограненных («Кристалл») минералов уходит на Запад.

Черные алмазы, или карбонадо – одни из самых редких и загадочных минералов нашей планеты. Недавно получено новое подтверждение их внеземного происхождения.

Сертифицированные бриллианты появились на российском рынке 7 сентября 1997 года. В этот день Герман Кузнецов, в то время руководитель Гохрана России, провел конференцию, на которой продемонстрировал собравшимся первый сертифицированный в России бриллиант, упакованный в пластик.

Самый твердый и самый дорогой, самый редкий и самый привлекательный, самый химически устойчивый и самый блестящий в огранке.

Факторы, определяющие качество огранки и восприятие внешнего вида бриллианта человеком можно разбить на несколько основных групп.

Когда драгоценные камни найдены в шахтах, они не смотрится как ослепляющие драгоценности, как они должны смотреться. Драгоценные камни точно огранены, формируются и полируются, чтобы дать свой непревзойденный вид и игру света.

Алмазное сверление и бурение – это новая прогрессивная технология, позволяющая добиться качественного результата: высокой точности, ровных и гладких отверстий, при минимуме пыли и мусора.

Ягерсфонтейн, Дютойтспан, Портер-Родс, Стюарт, Де Бирс, Звезда Южной Африки, Дадли, Теннант, Желтый Тиффани, Красный Крест, Тигровый глаз, Йонкер, Колензо, Кубинский Капитолий, Эксельсиор, Юбилей, Рейц, Имперский, Виктория, Большой белый, Дю Тойт

Конечно, якутские алмазы хорошо смотреть в Якутии, в государственном хранилище Якутии. Здесь этих алмазов и бриллиантов просто россыпи, но настоящими друзьями девушек алмазам, конечно, помогают стать люди.

Низам, Белый дрезденский алмаз, Зеленый дрезденский алмаз, Желтый дрезденский алмаз, Павел I, Камберленд, Орлов, Амстердам, Лазарев, Дерианур, Санси, Шах, Шах-Акбар, Нассак, Тадж-е-Мах, Пиготт, Евгения, Хоуп, Звезда Эсте, Полярная звезда, Кох-и-Нор, Питт, Регент

Прекрасно зарекомендовали себя резцы с алмазными вставками. Они оказались в 150—200 раз более стойкими, чем из твердого сплава. А при обработке гранита, кварца и других твердых пород алмазы стали просто незаменимыми.

Как же огранить самое твердое из открытых человеком веществ? Ответ кроется в структуре минерала. Все дело в том, что любой кристалл имеет упорядоченное строение, то есть атомы в кристаллической решетке любого минерала расположены в определенной последовательности

Алмазные инструменты на порядок превосходят перфораторные или отбойные. Их применение обусловлено пониженным шумом и вибрацией, обработанная поверхность не требует дополнительной обработки, что значительно упрощает и ускоряет процесс.

Наверное, можно сказать, что бриллиант является самым известным драгоценным камнем. Бриллиант вознесен до небес людской молвой, и считается самым-самым во всем. Но в реальности «самость-самость» бриллианта не вызывает сомнений лишь в двух категориях.

Крупнейший из бразильских алмазов, получивший название «Звезда юга», был найден в Багагемских копях Бразилии

Алмаз

Алмаз – самый твёрдый минерал, кубическая полиморфная (аллотропная) модификация углерода(C), устойчивая при высоком давлении. При атмосферном давлении и комнатной температуре метастабилен, но может существовать неограниченно долго, не превращаясь в стабильный в этих условиях графит. В вакууме или в инертном газе при повышенных температурах постепенно переходит в графит.

Смотрите так же:

СТРУКТУРА

Кристаллическая структура алмаза

Сингония алмаза кубическая, пространственная группа Fd3m. Элементарная ячейка кристаллической решетки алмаза представляет собой гранецентрированный куб, в котором в четырех секторах расположенных в шахматном порядке, находятся атомы углерода. Иначе алмазную структуру можно представить как две кубических гранецентрированных решетки, смещенных друг относительно друга по главной диагонали куба на четверть её длины. Структура аналогичная алмазной установлена у кремния, низкотемпературной модификации олова и некоторых других простых веществ.

Кристаллы алмаза всегда содержат различные дефекты кристаллической структуры (точечные, линейные дефекты, включения, границы субзерен и тп.). Такие дефекты в значительной степени определяют физические свойства кристаллов.

СВОЙСТВА

Алмаз может быть бесцветными водянопрозрачным или окрашенным в различные оттенки желтого, коричневого, красного, голубого, зеленого, черного, серого цветов.
Распределение окраски часто неравномерное, пятнистое или зональное. Под действием рентгеновских, катодных и ультрафиолетовых лучей большинство алмазов начинает светиться (люминесцировать) голубым, зелёным, розовым и др. цветами. Характеризуется исключительно высоким светопреломлением. Показатель преломления (от 2,417 до 2,421) и сильная дисперсия (0,0574 ) обуславливают яркий блеск и разноцветную “игру” огранённых ювелирных алмазов, называемых бриллиантами. Блеск сильный, от алмазного до жирного.Плотность 3,5 г/см 3 . По шкале Мооса относительная твердость алмаза равна 10, а абсолютная – в 1000 раз превышает твёрдость кварца и в 150 раз – корунда. Она самая высокая как среди всех природных, так и искусственных материалов. Вместе с тем довольно хрупок, легко раскалывается. Излом раковистый. С кислотами и щелочами в отсутствие окислителей не взаимодействует.
На воздухе алмаз сгорает при 850° С с образованием СО₂; в вакууме при температуре свыше 1.500° С переходит в графит.

МОРФОЛОГИЯ

Морфология алмаза очень разнообразна. Он встречается как в виде монокристаллов, так и в виде поликристаллических срастаний (“борт”, “баллас”, “карбонадо”). Алмазы из кимберлитовых месторождений имеют только одну распространенную плоскогранную форму – октаэдр. При этом во всех месторождениях распространены алмазы с характерными кривогранными формами – ромбододекаэдроиды (кристаллы похожие на ромбододекаэдр, но с округлыми гранями), и кубоиды (кристаллы с криволинейной формой ). Как показали экспериментальные исследования и изучение природных образцов в большинстве случаев кристаллы в форме додекаэдроида возникают в результате растворения алмазов кимберлитовым расплавом. Кубоиды образуются в результате специфического волокнистого роста алмазов по нормальному механизму роста.

Алмаз Куллинан разбитый на 9 частей

Синтетические кристаллы, выращенные при высоких давлениях и температурах, часто имеют грани куба и это является одни их характерных отличий от природных кристаллов. При выращивании в метастабильных условиях алмаз легко кристаллизуется в виде пленок и шестоватых агрегатов.

Размеры кристаллов варьируют от микроскопических до очень крупных, масса самого крупного алмаза “Куллинан”, найденного в 1905г. в Южной Африке 3106 карат (0,621кг).
На изучение огромного алмаза было потрачено несколько месяцев и в 1908 году он был расколот на 9 крупных частей.
Алмазы массой более 15 карат – редкость, а массой от сотни карат – уникальны и считаются раритетами. Такие камни очень редки и часто получают собственные имена, мировую известность и своё особое место в истории.

Хотя при нормальных условиях алмаз метастабилен, он в силу устойчивости своей кристаллической структуры может существовать неопределенно долго, не превращаясь в устойчивую модификацию углерода – графит. Алмазы, которые вынесены на поверхность кимберилитами или лампроитами кристаллизуется в мантии на глубине 200 км. и более при давлении более 4 Гпа и температуре 1000 – 1300 ° С. В некоторых меторождениях встречаются и более глубинные алмазы, вынесенные из переходной зоны или из нижней мантии. Наряду с этим, они выносятся к поверхности Земли в результате взрывных процессов, сопровождающих формирование кимберлитовых трубок, 15-20% которых содержит алмаз.

Алмазы встречаются также в метаморфических комплексах сверхвысоких давлений. Они ассоциируют с эклогитами и глубокометаморфизованными гранатовыми гнейсами. Мелкие алмазы в значительных количествах обнаружены в метеоритах. Они имеют очень древнее, досолнечное происхождение. Также они образуются в крупных астроблемах – гигантских метеоритных кратерах, где переплавленные породы содержат значительные количества мелкокристаллического алмаза. Известным месторождением такого типа является Попигайская астроблема на севере Сибири.

Алмазы редкий, но вместе с тем довольно широко распространённый минерал. Промышленные месторождения алмазов известны всех континентах, кроме Антарктиды. Известно несколько видов месторождений алмазов. Уже несколько тысяч лет алмазы добывались из россыпных месторождений. Только к концу XIX века, когда впервые были открыты алмазоносные кимберлитовая трубка, стало ясно, что алмазы не образуются в речных отложениях. Кроме этого алмазы были найдены в коровых породах в ассоциациях метаморфизма сверхвысоких давлений, например в Кокчетавском массиве в Казахстане.

И импактные, и метаморфические алмазы иногда образуют весьма масштабные месторождения, с большими запасами и высокой концентрацией. Но в этих типах месторождений алмазы настолько мелкие, что не имеют промышленной ценности. Промышленные месторождения алмазов связаны с кимберлитовыми и лампроитовыми трубками, приуроченными к древним кратонам. Основные месторождения этого типа известны в Африке, России, Австралии и Канаде.

ПРИМЕНЕНИЕ

Хорошие кристаллы подвергаются огранке и используются в ювелирном деле. Ювелирными считаются около 15% добываемых алмазов, еще 45% считаются околоювелирными, то есть уступают ювелирным по размеру, цвету или чистоте. В настоящее время общемировой объем добычи алмазов составляет порядка 130 миллионов карат в год.
Бриллиант (от франц. brillant – блестящий), – алмаз, которому посредством механической обработки (огранки) придана специальная форма, бриллиантовая огранка, максимально раскрывающая такие оптические свойства камня, как блеск и цветовая дисперсия.
Совсем мелкие алмазы и осколки, непригодные для огранки, идут в качестве абразива для изготовления алмазного инструмента, необходимого для обработки твёрдых материалов и огранки самих алмазов. Скрытокристаллическая разновидность алмаза чёрного или тёмно-серого цвета, образующая плотные или пористые агрегаты, носит название Карбонадо, обладает более высоким сопротивлением истиранию, чем у кристаллов алмаза и благодаря этому особенно ценится в промышленности.

Мелкие кристаллы также в больших количествах выращиваются искусственным путём. Синтетические алмазы получают из различных углеродсодержащих веществ, главным образом из графита, в спец. аппаратах при 1200-1600°С и давлениях 4,5-8,0 ГПа в присутствии Fe, Co, Сr, Мn или их сплавов. Они пригодны для использования только в технических целях.

Серебро

Серебро — Ag, минерал класса самородных элементов, кристаллизуется в кубической сингонии, кубически-гексоктаэдрический вид симметрии. Встречается в аргенитах (сульфид) и роговом серебре (хлорид серебра), добывается также как побочный товар очистки купрума и свинца. Серебро было одним из первых металлов, освоенных человеком. Является великолепным проводником тепла и электричества. Главным производителем серебра является Мексика, хотя серебряные руды разбросаны по всему миру.

Кристаллическая структура серебра

Сингония кубическая; гексаоктаэдрический в. с. ЗL 4 4L₆ 3 6L 2 9РС. Кристаллическая структура. Гранецентрированный куб. Облик кристаллов. Правильно образованные кристаллы очень редки. Встречающиеся формы: , . Двойники по (111). Агрегаты. Встречается иногда в виде типичных “вязаных” перистых дендритов, тонких неправильных пластин и листочков. Характерны также моховидные, волосовидные и проводочные формы. Наиболее распространены зерна неправильной формы и более крупные сплошные скопления – самородки.

Цвет серебряно-белый, часто с жёлтой, коричневой или черной побежалостью. Серебро с поверхности довольно быстро окисляется на воздухе и тем быстрее, чем больше примесей оно содержит, при этом цвет поверхности изменяется до чёрного с отливом различных оттенков. Блеск металлический до матового, цвет черты серебряно-белый, блестящий. Твердость 2,5 —3. Плотность 9,6 —12. Спайность отсутствует, излом раковистый. Весьма пластичное, гибкое, ковкое. Обладает максимальной среди металлов тепло- и электропроводностью. Является диамагнетиком. Под паяльной трубкой легко плавится. С НСI реагирует, образуя белый творожистый осадок (АgCl). Реакция с Н₂S дает чёрное окрашивание.

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА

Серебро на акантите, 2.3 x 1.8 x 1.1 см, Перу, шахта Учукчакуа

По СССР крупные месторождения не известны. Самородки серебра в прежнее время находили в Турьинских рудниках на Северном Урале, в ряде свинцово-цинковых месторождений Алтая, Казахстана, Восточной Сибири и в других местах.
Из иностранных месторождений большой известностью пользовались месторождения: Конгсберг(Норвегия), где самородное серебро встречалось до глубины 900 м, Кобальт(Канада), Шнееберг(Германия).
Добыча серебросодержащих руд может производиться подземным или открытым способом. Сначала при помощи специальных приборов геологоразведчики проверяют шахты под землей на предмет содержания полезных ископаемых и драгоценных металлов. После обнаружения богатых серебром участков в соответствующих местах делают отверстия, в которые закладывают взрывчатку. Поднятые взрывом на поверхность шахты осколки серебросодержащей руды измельчают промышленным способом. Из руды драгоценный металл извлекают методами амальгации и цианирования.

Серебро, ширина 1 см, Марокко, шахта Имитер

Образование самородного серебра в природе во многом аналогично образованию меди. Оно вместе с другими серебросодержащими минералами встречается в гидротермальных жильных месторождениях в ассоциации с аргентитом (Ag2S) и кальцитом (месторождение Конгсберг в Норвегии), иногда в ассоциации со сложными сернистыми, мышьяковистыми, сурьмянистыми соединениями разных металлов, в том числе никеля и кобальта.
В экзогенных условиях оно, так же как и самородная медь, встречается в зонах окисления месторождений сернистых и мышьяково-сурьмянистых руд, являясь продуктом их разложения и восстановления из поверхностных растворов различными органическими соединениями. Образующееся в этих условиях самородное серебро нередко имеет вид дендритов, пластинок, моховидных, проволочных, волосовидных форм и др. Экспериментально доказано, что тончайшие нитевидные и дендритовые образования, иногда в виде красивых узоров, образуются на кусочках угля из раствора, особенно в присутствии растворимых органических соединений.
В поверхностных условиях самородное серебро менее устойчиво, чем золото. Оно часто покрывается пленками и примазками черного цвета. В местностях с жарким, сухим климатом с поверхности нередко переходит в устойчивые галоидные соединения (AgCl и др.).

Серебро применяется главным образом в сплавах с медью для выделки серебряных изделий, монет и др. Чистое серебро употребляется для филигранных работ, изготовления тиглей для плавления щелочей, для серебрения, для получения химических соединений и других целей. Главная масса серебра (около 80%) добывается не в самородном виде, а в качестве побочного продукта из богатых серебром свинцово-цинковых, золотых и медных месторождений.
Области применения серебра постоянно расширяются, и его применение — это не только сплавы, но и химические соединения. Определённое количество серебра постоянно расходуется для производства серебряно-цинковых и серебряно-кадмиевых аккумуляторных батарей, обладающих очень высокой энергоплотностью и массовой энергоёмкостью и способных при малом внутреннем сопротивлении выдавать в нагрузку очень большие токи.

Золото

Золото — минерал, являющийся природным твёрдым раствором серебра (следы, до 43%) в золоте; обычны примеси (следы, до 0,9%) меди, железа, свинца, реже – висмута, ртути, платины, марганца и др. Известны разновидности с повышенным содержанием меди – до 20% (медистое золото, купроаурит), висмута – до 4% (висмутистое золото, висмутаурит), платиноидов (платинистое и иридистое золото; порпецит – Au, Pd, родит – Au, Rh), природные амальгамы (Au, Hg).

Кристаллическая структура золота

Кристаллизуется в кубической сингонии, в виде октаэдров, ромбододекаэдров, кубов и более сложных по форме кристаллов; нередко они искажены, сильно вытянуты, образуя “проволочки”, “волоски”, или уплощены параллельно грани октаэдра. Для самородного золота особенно низкопробного, характерно многообразие форм роста, оно обычно в виде скелетных кристаллов, дендритов, нитевидных и скрученно-нитевидных кристаллов. Широко распространены прожилковидные и неправильные комковидные, “крючковатые” выделения; на их поверхности нередко сохраняются отпечатки кристаллов других минералов, агрегаты которых включали скопления самородного золота. Травление выявляет кристаллически-зернистое строение золотых частиц.

Золотые слитки и самородки

Золото — очень тяжёлый металл: плотность чистого золота равна 19,32 г/см³ (шар из чистого золота диаметром 46,237 мм имеет массу 1 кг). Диамагнетик, то есть, магнитное поле в золоте ослабевает. Среди металлов по плотности занимает седьмое место после осмия, иридия, рения, платины, нептуния и плутония. Сопоставимую с золотом плотность имеет вольфрам (19,25). Высокая плотность золота облегчает его добычу, отчего даже простые технологические процессы — например, промывка на шлюзах, — могут обеспечить высокую степень извлечения золота из промываемой породы.
Золото — очень мягкий металл: твёрдость по шкале Мооса ~2,5, по Бринеллю 220—250 МПа (сравнима с твёрдостью ногтя).
Золото также высокопластично: оно может быть проковано в листки толщиной до ~0,1 мкм (100 нм) (сусальное золото); при такой толщине золото полупрозрачно и в отражённом свете имеет жёлтый цвет, в проходящем — окрашено в дополнительный к жёлтому синевато-зеленоватый. Золото может быть вытянуто в проволоку с линейной плотностью до 2 мг/м.
Температура плавления золота 1064,18 °C (1337,33 К), кипит при 2856 °C (3129 К). Плотность жидкого золота меньше, чем твёрдого, и составляет 17 г/см 3 при температуре плавления. Жидкое золото довольно летучее, и активно испаряется задолго до температуры кипения.

Содержание золота в земной коре очень низкое — 4,3·10 -10 % по массе (0,5-5 мг/т), но месторождения и участки, резко обогащённые металлом, весьма многочисленны. Золото содержится и в воде. Один литр и морской, и речной воды содержит менее 5·10 −9 граммов Au, что примерно соответствует 5 килограммам золота в 1 кубическом километре воды.
Золоторудные месторождения возникают преимущественно в районах развития гранитоидов, небольшое их количество ассоциирует с основными и ультраосновными породами.
Для получения золота используются его основные физические и химические свойства: присутствие в природе в самородном состоянии, способность реагировать лишь с немногими веществами (ртуть, цианиды). С развитием современных технологий более популярными становятся химические способы.
В 1947 году американские физики Ингрем, Гесс и Гайдн проводили эксперимент по измерению эффективного сечения поглощения нейтронов ядрами ртути. В качестве побочного эффекта эксперимента было получено около 35 мкг золота. Таким образом, была осуществлена многовековая мечта алхимиков — трансмутация ртути в золото. Однако экономического значения такое производство золота не имеет, так как обходится во много раз дороже добычи золота из самых бедных руд.

Изделия из золота

Самородное золото – главная форма нахождения золота в природе. Оно концентрируется в гидротермальных месторождениях образуя золотые руды, неравномерно распределяясь в трещиноватом жильном кварце и в сульфидах – пирите, арсенопирите, пирротине и др. В существенно сульфидных рудах самородное золото тонкодисперсное. При окислении руд на земной поверхности мелкое самородное золото частично растворяется и переотлагается; в ряде случаев оно обогащает верхние части рудных тел. Процессы их разрушения приводят к освобождению частиц самородного золота и их накоплению в россыпях; перемещаясь водными потоками вместе с другим кластическим материалом, частицы окатываются, округляются, деформируются, частично перекристаллизовываются; в результате электрохимической коррозии на них образуется тонкая оболочка высокопробного золота, что приводит к общему повышению пробы самородного золота в россыпях.

По своей химической стойкости и механической прочности золото уступает большинству платиноидов, но незаменимо как материал для электрических контактов. Поэтому в микроэлектронике золотые проводники и гальванические покрытия золотом контактных поверхностей, разъёмов, печатных плат используются очень широко.
Золото используется в качестве мишени в ядерных исследованиях, в качестве покрытия зеркал, работающих в дальнем инфракрасном диапазоне, в качестве специальной оболочки в нейтронной бомбе. Тонкий слой золота (20 нм) на внутренней поверхности оконных и витражных стекол существенно уменьшает нежелательные тепловые потери зимой, а летом предохраняет внутренние помещения зданий и транспортных средств от нагревания инфракрасными лучами.
Золотые припои очень хорошо смачивают различные металлические поверхности и применяются при пайке металлов. Тонкие прокладки, изготовленные из мягких сплавов золота, используются в технике сверхвысокого вакуума.
Традиционным и самым крупным потребителем золота является ювелирная промышленность. Ювелирные изделия изготавливают не из чистого золота, а из его сплавов с другими металлами, значительно превосходящими золото по механической прочности и стойкости. В настоящее время для этого служат сплавы Au-Ag-Cu, которые могут содержать добавки цинка, никеля, кобальта, палладия. Стойкость к коррозии таких сплавов определяются, в основном, содержанием в них золота, а цветовые оттенки и механические свойства — соотношением серебра и меди.
Значительные количества золота потребляет стоматология: коронки и зубные протезы изготовляют из сплавов золота с серебром, медью, никелем, платиной, цинком. Такие сплавы сочетают коррозионную стойкость с высокими механическими свойствами.
Соединения золота входят в состав некоторых медицинских препаратов, используемых для лечения ряда заболеваний (туберкулёза, ревматоидных артритов и т. д.). Радиоактивный изотоп 198 Au (период полураспада 2,967 сут.) используется при лечении злокачественных опухолей в радиотерапии.

Природный минерал алмаз: структура, физические и химические свойства

Алмаз - природный минерал, один из самых известных и дорогих. Вокруг него ходит множество домыслов и легенд, особенно что касается его стоимости и выявления подделок. Отдельной темой для изучения является связь алмаза и графита. Многие знают, что эти минералы схожи, но далеко не всем известно, чем именно. Да и на вопрос о том, чем они отличаются, тоже не каждый сможет ответить. А что мы знаем о структуре алмаза? Или о критериях оценивания драгоценных камней?

Структура алмаза

Алмаз - один из трех минералов, представляющих собой кристаллическую модификацию углерода. Два других - это графит и лонсдейлит, второй можно обнаружить в метеоритах либо создать искусственным путем. И если эти камни - гексагональные модификации, то тип кристаллической решетки алмаза - куб. В этой системе атомы углерода расположены таким образом: по одному на каждой вершине и в центре грани, и четыре внутри куба. Таким образом, получается, что атомы расположены в виде тетраэдров, и каждый атом находится в центре одного из них. Частицы связаны между собой самой прочной связью - ковалентной, благодаря чему алмаз и имеет высокую твердость.

Химические свойства

Грубо говоря, алмаз - это чистый углерод, соответственно, кристаллы алмаза должны быть абсолютно прозрачными и пропускать весь видимый свет. Но в мире нет ничего идеального, а значит, и этот минерал имеет примеси. Считается, что максимальное содержание примесей в ювелирных алмазах не должно превышать 5 %. В состав алмаза могут входить как твердые, так и жидкие и газообразные вещества, наиболее распространенные из них:

азот;
бор;
алюминий;
кремний;
кальций;
магний.

Также в состав могут входить кварц, гранаты, оливин, прочие минералы, окиси железа, вода и другие вещества. Зачастую эти элементы находятся в составе минерала в виде механических минеральных включений, но некоторые из них могут замещать углерод в структуре алмаза - это явление называется изоморфизмом. В таком случае включения могут значительно влиять на физические свойства минерала, на его цвет, отражение света, а включения азота придают ему люминесцентные свойства.

Физические свойства

Структура алмаза обуславливает его физические свойства, они оцениваются по четырем критериям:

твердость;
плотность;
дисперсия и преломление света;
кристаллическая решетка.

Твердость минералов оценивается по шкале Мооса, его оценка по этой системе равняется 10, это максимальный показатель. Следующий в списке корунд, его показатель - 9, однако его твердость меньше в 150 раз, что означает абсолютное первенство алмаза по этому показателю.

Однако твердость минерала вовсе не означает его прочность. Алмаз достаточно хрупкий и легко раскалывается, если ударить его молотком.

Удельный вес алмаза (плотность) определяется в промежутке от 3,42 до 3,55 гр/см 3 . Он определяется в соотношении веса минерала к весу воды того же объема.

Помимо твердости, он обладает и высокими показателями преломления света (2,417-2,421) и дисперсии (0,0574). Такое сочетание свойств позволяет алмазу быть самым драгоценным и идеальным ювелирным камнем.

Значение имеют также и другие физические свойства минерала, такие как теплопроводность (900-2300 Вт/м·К), также самая высокая из всех веществ. Можно также отметить способность минерала не растворяться в кислотах и щелочах, свойства диэлектрика, низкий коэффициент трения по металлу в воздухе и высокую температуру плавления 3700-4000 °C при давлении 11 ГПа.

Сходства и отличия алмаза и графита

Углерод - один из самых распространенных элементов на Земле, он содержится во многих веществах, в особенности в живых организмах. Графит, как и алмаз, состоит из углерода, однако структуры алмаза и графита сильно отличаются. Алмаз может превращаться в графит под действием высоких температур без доступа кислорода, но в нормальных условиях он способен бесконечно долго оставаться в неизменном виде, это называют метастабильностью, к тому же тип кристаллической решетки алмаза - куб. А вот графит - минерал слоистый, его структура выглядит как ряд пластов, расположенных в разных плоскостях. Эти пласты составляются из шестиугольников, формирующих систему, похожую на соты. Сильные связи образуются только между этими шестиугольниками, а вот между пластами они крайне слабые, это и обуславливает слоистость минерала. Помимо низкой твердости, графит поглощает свет и имеет металлический блеск, чем также сильно отличается от алмаза.

Эти минералы являются самым ярким примером аллотропии - явления, при котором вещества имеют разные физические свойства, хоть и состоят их одного химического элемента.

Происхождение алмаза

Нет однозначного мнения по поводу того, как образуются алмазы в природе, существуют магматическая, мантийная, метеоритная и прочие теории. Однако наиболее распространенной является магматическая. Считается, что алмазы образуются на глубине около 200 км под давлением в 50 000 атмосфер, а после выносятся на поверхность вместе с магмой во время формирования кимберлитовых трубок. Возраст алмазов варьируется от 100 миллионов до 2,5 миллиарда лет. Также научно доказано, что алмазы могут образовываться при ударе метеорита о поверхность земли, а также находиться в самой метеоритной породе. Однако кристаллы такого происхождения имеют крайне мелкие размеры и редко подходят для обработки.

Месторождения алмазов

Первые месторождения, в которых были обнаружены и добывались алмазы, располагались в Индии, но уже к концу XIX века они были сильно истощены. Однако именно там были добыты самые известные, крупные и дорогостоящие образцы. А в XVII и XIX столетиях были обнаружены месторождения минерала в Бразилии и Южной Африке. История пестрит легендами и фактами об алмазной лихорадке, которые связаны именно с южноафриканскими рудниками. Последние обнаруженные месторождения алмазов находятся в Канаде, их освоение началось лишь в последнем десятилетии XX века.

Особенно интересны рудники Намибии, хотя добыча алмазов там является делом сложным и опасным. Залежи кристаллов сосредоточены под слоем грунта, что хоть и усложняет работу, но говорит о высоком качестве минералов. Алмазы, прошедшие путь в несколько сотен километров до поверхности при постоянном трении о прочие породы, являются высокосортными, менее качественные кристаллы просто не выдержали бы такого путешествия, а потому 95 % добытых камней - ювелирного качества. Также известные и богатые минералами кимберлитовые трубки есть в России, Ботсване, Анголе, Гвинее, Либерии, Танзании и других странах.

Обработка алмазов

Обработка алмазов требует огромного опыта, знаний и умений. Прежде чем приступать к работе, необходимо досконально изучить камень, чтобы впоследствии максимально сохранить его вес и избавиться от вкраплений. Наиболее распространенный тип огранки алмазов - круглый, он позволяет камню заиграть всеми красками и максимально выгодно отражать свет. Но такая работа является и самой сложной: круглый бриллиант имеет 57 плоскостей, и при его огранке важно соблюдать точнейшие пропорции. Также популярными типами огранки являются: овал, слеза, сердце, маркиза, изумрудная и другие. Выделяют несколько этапов обработки минералов:

разметка;
раскалывание;
распиловка;
закругление;
огранка.

До сих пор считается, что после обработки алмаз теряет около половины своего веса.

Критерии оценивания алмазов

При добыче алмазов лишь 60 % процентов минералов пригодны для обработки, их называют ювелирными. Естественно, стоимость необработанных камней значительно уступает цене бриллиантов (более чем в два раза). Оценка стоимости бриллиантов проводится по системе 4C:

Carat (вес в каратах) - 1 карат равен 0,2 г.
Color (цвет) - чисто белых алмазов практически не встречается, большинство минералов имеют определенный оттенок. От окраски алмаза во многом зависит его стоимость, большинство встречающихся в природе камней имеют желтый или коричневый оттенок, реже можно обнаружить розовые, голубые и зеленые камни. Наиболее редкими, красивыми, а оттого и дорогими являются минералы насыщенных оттенков, их называют фантазийными. Наиболее редкие из них - зеленый, фиолетовый и черный.
Clarity (чистота) - также важный показатель, который определяет присутствие дефектов в камне и значительно влияет на его стоимость.
Cut (огранка) - от огранки сильно зависит внешний вид бриллианта. Преломление и отражение света, своеобразное "бриллиантовое" сияние делают этот камень столь ценным, а неправильная форма или соотношение пропорций при обработке могут напрочь его испортить.

Изготовление искусственных алмазов

Сейчас технологии позволяют "выращивать" алмазы, практически неотличимые от натуральных. Существует несколько способов синтеза:

Создание HPHT-алмазов - наиболее близкая к природным условиям методика. Минералы создаются из графита и затравочного алмаза при температуре 1400 °С под давлением в 50 000 атмосфер. Этот метод позволяет синтезировать камни ювелирного качества.
Создание CVD-алмазов (пленочный синтез) - изготовление камней в вакуумных условиях с использованием затравки и газов метана и водорода. Этот способ позволяет синтезировать чистейшие минералы, однако крайне маленьких размеров, потому в основном они имеют промышленное назначение.
Взрывной синтез - это способ позволяет получить мелкие кристаллы алмаза посредством детонации взрывчатых веществ и последующего охлаждения.

Как отличить оригинал от подделки

Говоря о методах определения подлинности алмазов, стоит различать проверку подлинности бриллиантов и необработанных алмазов. Неопытный человек может спутать алмаз с кварцем, хрусталем, другими прозрачными минералами, и даже со стеклом. Тем не менее исключительные физические и химические свойства алмаза позволяют с легкостью определить подделку.

В первую очередь стоит вспомнить о твердости. Этот камень способен поцарапать любую поверхность, а вот на нем оставить следы может только другой алмаз. Также на натуральном кристалле не остается испарины, если на него подышать. На мокром камне будет след как от карандаша, если провести по нему алюминием. Можно проверить его рентгеном: натуральный камень под излучением имеет насыщенный зеленый окрас. Или посмотреть сквозь него на текст: сквозь натуральный алмаз его будет невозможно разобрать. Отдельно стоит отметить, что натуральность камня можно проверить на преломление света: поднеся к источнику света подлинник, можно увидеть лишь светящуюся точку в центе.

Читайте также: