Diamante

Nonostante sia la sostanza naturale più dura sulla Terra, diamante è classificato come 'buono' per la tenacità a causa della sua perfetta sfaldatura in quattro direzioni. Impatti intensi in direzioni specifiche durante l'uso quotidiano possono portare a fratture e rotture della pietra.

Diamante è altamente stabile in condizioni quotidiane, con un'eccellente resistenza all'esposizione alla luce, al calore e ai comuni detergenti domestici. Rimane inalterato dall'umidità o condizioni di secchezza, e la contaminazione provoca pochi o nessun cambiamento nel suo aspetto.

Il diamante è un cristallo trasparente composto da atomi di carbonio a struttura tetraedrica. È la forma termodinamicamente instabile del carbonio che, in teoria, per la seconda legge della termodinamica, dovrebbe trasformarsi interamente in grafite. Ciò non avviene perché c'è bisogno di una traslazione degli atomi di carbonio che, essendo legati gli uni agli altri in una struttura a tetraedro, è impedita cineticamente. Quindi il diamante è instabile dal punto di vista termodinamico ma stabile dal punto di vista cinetico. In altre parole, è un materiale metastabile. I diamanti hanno moltissime applicazioni, grazie alle loro eccezionali caratteristiche fisiche e chimiche. Le più rilevanti sono l'estrema durezza, l'elevato indice di dispersione ottica, l'altissima conducibilità termica, la grande resistenza agli agenti chimici e il bassissimo coefficiente di dilatazione termica, paragonabile a quello dell'invar. I diamanti sono altamente idrorepellenti: l'acqua non aderisce alla loro superficie, formando gocce che scivolano via facilmente. Un diamante immerso in acqua e poi estratto risulterà perfettamente asciutto. Al contrario i grassi, tra cui ogni tipo di olio, aderiscono molto bene alla loro superficie, senza peraltro intaccarli. La resistenza agli agenti chimici è molto elevata: i diamanti non sono intaccabili dalla maggior parte degli acidi e delle basi, anche in concentrazioni elevate.

I diamanti nel mantello si formano attraverso un processo metasomatico in cui un fluido o una fusione COHNS dissolve i minerali in una roccia e li sostituisce con nuovi minerali. (Il termine vago COHNS è comunemente usato perché la composizione esatta non è nota.) I diamanti si formano da questo fluido o per riduzione del carbonio ossidato (ad esempio, CO2 o CO3) o ossidazione di una fase ridotta come il metano. Utilizzando sonde come la luce polarizzata, la fotoluminescenza e la catodoluminescenza, è possibile identificare una serie di zone di crescita nei diamanti. Il pattern caratteristico dei diamanti della litosfera coinvolge una serie quasi concentrica di zone con oscillazioni molto sottili in luminescenza ed episodi alternati in cui il carbonio viene riassorbito dal fluido e poi ricresciuto. I diamanti provenienti da sotto la litosfera hanno una tessitura più irregolare, quasi policristallina, che riflette le temperature e le pressioni più elevate nonché il trasporto dei diamanti per convezione.

La struttura cristallina più comune del diamante è chiamata diamante cubico. È formato da celle unitarie (vedi figura) impilate insieme. Sebbene ci siano 18 atomi nella figura, ogni atomo d'angolo è condiviso da otto celle unitarie e ogni atomo al centro di una faccia è condiviso da due, quindi ci sono un totale di otto atomi per cella unitaria. Ciascun lato della cella unitaria è lungo 3,57 angstrom. Un reticolo cubico di diamante può essere pensato come due reticoli cubici interpenetranti centrati sulla faccia con uno spostato di 1/4 della diagonale lungo una cella cubica, o come un reticolo con due atomi associati a ciascun punto del reticolo. Visto da una direzione cristallografica <1 1 1>, è formato da strati impilati secondo uno schema ABCABC ... ripetuto. I diamanti possono anche formare una struttura ABAB ..., nota come diamante esagonale o lonsdaleite, ma questo è molto meno comune e si forma in condizioni diverse dal carbonio cubico.

Il nome diamante deriva dal greco antico ἀδάμας (adámas), "corretto", "inalterabile", "indistruttibile", "indomito", da ἀ- (a-), "un-" + δαμάω (damáō), "I overpower "," io addomestico ". Si pensa che i diamanti siano stati riconosciuti e estratti per la prima volta in India, dove molti secoli fa si potevano trovare significativi depositi alluvionali della pietra lungo i fiumi Penner, Krishna e Godavari. I diamanti sono conosciuti in India da almeno 3.000 anni ma molto probabilmente da 6.000 anni. I diamanti sono stati apprezzati come pietre preziose sin dal loro utilizzo come icone religiose nell'antica India. Il loro utilizzo negli strumenti di incisione risale anche alla prima storia umana. La popolarità dei diamanti è aumentata dal 19 ° secolo a causa di una maggiore offerta, migliori tecniche di taglio e lucidatura, crescita dell'economia mondiale e campagne pubblicitarie innovative e di successo. Nel 1772, lo scienziato francese Antoine Lavoisier utilizzò una lente per concentrare i raggi del sole su un diamante in un'atmosfera di ossigeno e dimostrò che l'unico prodotto della combustione era l'anidride carbonica, dimostrando che il diamante è composto da carbonio. Più tardi, nel 1797, il chimico inglese Smithson Tennant ripeté e ampliò quell'esperimento. Dimostrando che la combustione di diamante e grafite rilascia la stessa quantità di gas, ha stabilito l'equivalenza chimica di queste sostanze.

Si pensava che la diamante rappresentasse il sole nell'Antico Egitto, mentre gli Indù dell'India antica credevano che potesse attirare i fulmini. Gli antichi Greci e Romani pensavano che i diamanti fossero le lacrime degli dèi. Le diamante simboleggiano anche fedeltà e impegno tra due persone in una relazione, motivo per cui, in alcune culture, un anello di diamanti è un simbolo di fidanzamento o intenzione di sposarsi.

I diamanti sono tutt'altro che distribuiti in modo uniforme sulla Terra. Una regola pratica nota come regola di Clifford afferma che si trovano quasi sempre nelle kimberliti sulla parte più antica dei cratoni, i nuclei stabili dei continenti con età tipica di 2,5 miliardi di anni o più. Tuttavia, ci sono delle eccezioni. La miniera di diamanti Argyle in Australia, il più grande produttore di diamanti in peso al mondo, si trova in una cintura mobile, nota anche come cintura orogenica, una zona più debole che circonda il cratone centrale che ha subito una tettonica compressiva. Invece della kimberlite, la roccia ospite è la lamproite. Lamproiti con diamanti che non sono economicamente sostenibili si trovano anche negli Stati Uniti, in India e in Australia. Inoltre, i diamanti nella cintura di Wawa della provincia Superiore in Canada ei microdiamanti nell'arco insulare del Giappone si trovano in un tipo di roccia chiamata lamprophyre. Le kimberliti possono essere trovate in argini e davanzali stretti (da 1 a 4 metri) e in tubi con diametri che vanno da circa 75 ma 1,5 km. La roccia fresca va dal verde bluastro scuro al grigio verdastro, ma dopo l'esposizione diventa rapidamente marrone e si sbriciola. È roccia ibrida con una miscela caotica di piccoli minerali e frammenti di roccia (clasti) fino alle dimensioni di angurie. Sono una miscela di xenocristalli e xenoliti (minerali e rocce trasportati dalla crosta inferiore e dal mantello), pezzi di roccia superficiale, minerali alterati come la serpentina e nuovi minerali che si sono cristallizzati durante l'eruzione. La consistenza varia con la profondità. La composizione forma un continuum con le carbonatiti, ma queste ultime hanno troppo ossigeno perché il carbonio possa esistere in una forma pura. Invece, è bloccato nella calcite minerale (CaCO3). Tutte e tre le rocce portanti il diamante (kimberlite, lamproite e lamprophyre) mancano di alcuni minerali (melilite e kalsilite) che sono incompatibili con la formazione del diamante. Nella kimberlite, l'olivina è grande e vistosa, mentre la lamproite ha Ti-flogopite e la lamprophyre ha biotite e anfibolo. Sono tutti derivati da tipi di magma che eruttano rapidamente da piccole quantità di fusione, sono ricchi di sostanze volatili e ossido di magnesio e sono meno ossidanti rispetto alle fusioni del mantello più comuni come il basalto. Queste caratteristiche consentono alla fusione di portare i diamanti in superficie prima che si dissolvano.

I diamanti sono estremamente rari, con concentrazioni al massimo di parti per miliardo nella roccia madre. Prima del 20 ° secolo, la maggior parte dei diamanti è stata trovata in depositi alluvionali. I diamanti sciolti si trovano anche lungo le coste esistenti e antiche, dove tendono ad accumularsi a causa delle loro dimensioni e densità. Raramente sono stati trovati nelle terre glaciali (in particolare nel Wisconsin e nell'Indiana), ma questi depositi non sono di qualità commerciale. Questi tipi di depositi sono stati derivati da intrusioni ignee localizzate per agenti atmosferici e trasporto tramite vento o acqua. La maggior parte dei diamanti proviene dal mantello terrestre e la maggior parte di questa sezione discute di quei diamanti. Tuttavia, ci sono altre fonti. Alcuni blocchi della crosta, o terrazze, sono stati sepolti abbastanza in profondità mentre la crosta si ispessiva, quindi hanno subito un metamorfismo ad altissima pressione. Questi hanno microdiamanti distribuiti uniformemente che non mostrano alcun segno di trasporto da parte del magma. Inoltre, quando i meteoriti colpiscono il suolo, l'onda d'urto può produrre temperature e pressioni sufficientemente elevate da consentire la formazione di microdiamanti e nanodiamanti. I microdiamanti del tipo a impatto possono essere utilizzati come indicatore di antichi crateri da impatto. Il cratere Popigai in Russia potrebbe contenere il più grande deposito di diamanti del mondo, stimato in trilioni di carati, e formato dall'impatto di un asteroide. Un malinteso comune è che i diamanti siano formati da carbone altamente compresso. Il carbone è formato da piante preistoriche sepolte e la maggior parte dei diamanti che sono stati datati sono molto più antichi delle prime piante terrestri. È possibile che i diamanti possano formarsi dal carbone nelle zone di subduzione, ma i diamanti formati in questo modo sono rari e la fonte di carbonio è più probabile che le rocce carbonatiche e il carbonio organico nei sedimenti, piuttosto che il carbone.

Diamante sia una delle pietre più potenti. Si dice che offra l'accesso all'energia divina, la pietra è spesso usata per attirare amore, rispetto e crescita emotiva mentre purifica l'aura dalla negatività. Viene spesso indossato sul chakra del terzo occhio per migliorare la chiarezza mentale e fornire energia curativa al corpo fisico.