Клас самородних неметалів

До класу самородних неметалів належать різко протилежні за своїми фізичними властивостями поліморфні модифікації вуглецю – алмаз і графіт і самородна сірка. За типом кристалічної структури алмаз відноситься до підкласу з координаційним будовою, графіт – до підкласу шаруватих мінералів, а самородна сірка – до кільцевих мінералам.

Алмаз – С. Назва алмазу походить від грец. слова пекла травні – неперевершений, нездоланний (очевидно, через високу твердості та хімічної стійкості). Теоретично він складається з одного вуглецю, однак спалюванням алмазу встановлено наявність в ньому золи, колічествокоторой коливається від 0,13 до 4,8%. При цьому зазначено, що безбарвні різниці алмазу містять найменшу кількість золи. Основними складовими частинами золи є Fe2О3, Si02, CaO.
Експериментальні дослідження показують, що алмаз є нестійкою модифікацією вуглецю і при нагріванні до температури близько 3000 Cо без доступу кисню переходить в графіт. Перетворення графіту в алмаз практично не здійснено.

Різниці алмазу: 1) борт – алмазний лом, який складається з сильно тріщинуватих і переповнених включеннями кристалів; 2) баллас – агрегати алмазів сферичного, променистого і мелкокристаллического будови; 3) карбонадо-скритокристаллические агрегати алмазів, переважно чорного кольору, з підвищеною твердістю в порівнянні зі звичайними алмазами. Перші дві назви вживаються в техніці.

Структурна осередок містить 8С. Просторова група – О⁷h – Fd2m.
Кристалічна структура алмазу близька до кубічної граіецентрірованной решітці, в якій атоми вуглецю розміщені в вершинах елементарної кубічної осередки і в центрах її граней. Але від звичайної кубічної граіецентрірованной решітки структура алмазу відрізняється наявністю чотирьох атомів вуглецю, [розміщених в центрах чотирьох з восьми маленьких кубів елементарного куба. Такімдрбразом, кубики із заповненими і незаповненими центрами чергуються. Кожен атом вуглецю в решітці дуже міцно пов’язаний з чотирма сусідніми Тетраедрично размешения біля нього атомами з кутами гомополярной зв’язку.

Агрегати й габітус. Алмаз – добре кристаллографически індивідуалізований мінерал. Звичайними формами, які обумовлюють зовнішній вигляд кристалів алмазу, є октаедр {111} ромбічний додекаедр {110}, куб {100}, а також їх комбінації. Крім плоскогранних кристалів, досить часто зустрічаються крівогранние, природа яких досить ще не розкрита. Вони відповідно називаються октаедроідамі, додекаедроідамі і гексаедроідамі. Одні вчені вважають, що крівогранность є результат зростання, інші – розчинення. А. Е. Ферсман і В. М. Гольдшмідт на підставі вивчення алмазів
з різних родовищ прийшли до висновку, що серед них можна виділити кристали росту і кристали розчинення. Кристали росту мають плоскі грані, обмежені прямолінійними ребрами, кристали розчинення – деформовані округлі грані, внаслідок чого сам кристал за формою наближається до кулі. Фігури, які зустрічаються на гранях алмазу, також можуть бути розділені на фігури зростання і фігури розчинення.

Габітус кристалів алмазу: I. плоскограннимі кристали: а – октаедр, б – ромбододекаедри, в – гексаедр, г – плоскограннимі комбінація попередніх форм. II. Крівогранние кристали, а – октаедроід, б – додекаедроід, в – гексаедроід, г – крівогранний комбінація попередніх форм.

Так, фігури розчинення на гранях октаедра є трикутниками зі сторонами, паралельними ребрам октаедра, а на гранях куба – прямокутниками зі, сторонами, паралельними ребрам куба. Фігури зростання на гранях октаедра також є трикутниками, але вершини їх спрямовані до ребра октаедра. Фігури зростання на гранях куба – це чотирикутники зі сторонами, поверненими до ребра куба під кутом 45 °. Відзначаються двійники зрощення по (111) і (100). Маса алмазу вимірюється метричними каратами (карат дорівнює 0,2 г). Середня величина алмазів з різних алмазоносних районів дорівнює 0,2-0,3 карата. Найбільший алмаз “Куллінан” важив 3025,24 карата і був частиною більш великого уламка кристала. Знахідки великих кристалів алмазів дуже рідкісні. Особливо знамениті, крім «Кулінан», такі алмази: «Орлов» – 194 карата, «Кохінур» – 106 каратів, «Регент» – 137 каратів, «Флорентієць» – 133 карата, «Південна зірка» -125,5 карата, « Зірка Південної Африки »- 46,5 карата.

Фізичні властивості. Забарвлення алмазів різноманітна. Найчастіше алмази безбарвні. Відомі алмази чорного, червоного, жовтого, синього, блакитного та зеленого кольорів. Розподіл забарвлення в межах окремих кристалів часто нерівномірне. Іноді відзначається залежність між зовнішнім виглядом кристала і його забарвленням. На деяких рудниках було встановлено, що кристали ромбододекаедріческого габітусу переважно жовті, тоді як кристали октаедричні габітусу безбарвні. Природа забарвлення алмазу ще в достатній мірі не вивчена, але вважають, що вона викликається домішками заліза і, можливо, хрому і титану.

Алмаз має високий показник заломлення (2,40-2,46) і дисперсію, які обумовлюють сильний блиск. При однаковій формі і розмірах блиск буває різним і залежить від огранки (нахилу граней однієї до іншої). Огранка створює светорассеяніє (велика кількість призм розкладає біле світло на складові частини). Більшість алмазів оптично слабо анізотропні. Мають напівпровідниковими властивостями.
Щільність алмазів коливається від 3,4701 до 3,5585 (середня щільність 3,50-3,52). Дослідження показали, що між щільністю і забарвленням алмазів існує певна залежність.

Посилання на основну публікацію