Твёрдостью называется свойство какого-либо материала сопротивляться механическому воздействию другого материала. Причем речь идет о таком воздействии, как внедрение. Устойчивость к давлению называется прочностью, а к удару - хрупкостью. Существует много оценок степени твердости, но наибольшую популярность приобрела шкала Мооса. Самый твердый минерал по этой шкале - алмаз и его показатель по шкале ставляет 10. Состоит алмаз из самого простого углерода.
Многоликий углерод
Во вселенной углерод является одним из самых распространенных элементов. Эволюция некоторых классов звезд заканчивается образованием именно углерода. Природный круговорот этого элемента на Земле происходит при участии основного его соединения - углекислого газа. Именно он поглощается растениями в процессе фотосинтеза, а из атомов углерода складываются органические вещества. Этот же газ выделяется живыми организмами в процессе жизнедеятельности. Углеродные цепочки - основа жизни на Земле.
В таблице Менделеева углерод имеет обозначение C (carboneum). Он имеет порядковый номер 6, а его атомная масса в среднем составляет 12, хотя в природе встречаются и изотопы 13 и 14: последний является продуктом нейтронной бомбардировки космическим излучением верхних слоев тропосферы. Нейтроны соединяются с атомами азота, в результате чего от их ядер отсоединяется протон. В результате получаются два новых элемента - углерод-14 и водород.
Поскольку в чистом виде углерод с древности использовался человеком как топливо, его так и назвали. Carboneum на латинском означает «уголь».
На внешнем уровне атома этого элемента находятся 4 электрона. Такое положение элемента между металлами и неметаллами дало ему возможность образовывать совершенно разные химические связи. Именно этим объясняется многообразие природных и искусственных форм существования углерода, а также тот факт, что именно он послужил основой для целого класса веществ, именуемых органическими.
Электроны на внешней оболочке атома углерода могут образовывать три типа гибридизации своих орбиталей - sp³ (тетраэдрическая), sp² (тригональная) и sp (дигональная). Исходя из этого различаются и типы химических связей, образуемых атомом углерода. Например, молекула метана образована первым типом гибридизации, а бензола - вторым. Кроме этих трех, существуют смешанные формы и те, где связь может и отсутствовать. Совокупность всех модификаций одного и того же элемента называют аллотропами. К тетраэдрическим аллотропам углерода относятся:
- алмаз;
- лонсдейлит.
Количество тригональных модификаций больше. Именно в этом классе аллотропов создаются новые, искусственные формы. К числу тригональных аллотропов принадлежат:
Дигональная структура углерода образует карбин. В нем атомы углерода связаны в цепочки. Среди смешанных и аморфных форм этого элемента можно выделить:
- уголь;
- сажу;
- нанопену;
- стеклоуглерод;
- нановолокна.
Каждая аллотропная модификация обладает своими физическими и механическими свойствами. Например, лонсдейлит имеет более «разряженную» кристаллическую решетку, и его твёрдость составляет 7−8 по Моосу, хотя показатель преломления тот же, что и у алмаза. Графит является мягким материалом: он отслаивается, что позволяет использовать его как карандаш.
На основе слоистой структуры графита были созданы графен и нанотрубки - однослойные кристаллические решетки с гексагональной структурой. Они имеют широкие перспективы использования в медицине и технике.
Алмаз - наверное, самая известная аллотропная форма углерода. Известность она получила за счет как своей уникальной твердости, так и по причине использования этого минерала в ювелирной промышленности.
Согласно современным теоретическим представлениям, тверже алмаза ничего в мире быть не может - такова у него кристаллическая решетка. Ею же обусловлен самый высокий модуль упругости и самая низкая сжимаемость. Можно сказать, что алмаз - самый крепкий минерал в мире. Из других рекордов можно отметить самую высокую теплопроводность и почти самый высокий показатель преломления - 2,4. Близко к алмазу из искусственных материалов подходит только тяжелый флинт - стекло с повышенным содержанием оксида свинца. Обгоняет же его только карбид кремния.
Плавится алмаз при высоких температурах, от 3700 до 4 тыс. градусов. Но еще раньше, при 850 градусах, он начинает гореть, а без доступа воздуха при достижении половины от температуры плавления превращается в графит.
Преломление света в кристалле алмаза уникально. Этот показатель зависит от двух характеристик - свойств среды и длины волны. Причем при высоких значениях показателя преломления, вторая характеристика очень наглядно демонстрируется, ведь свет представляет собой целый спектр волн разной длины. При пересечении границ сред они имеют разный угол преломления, из-за чего можно наблюдать дисперсию и в алмазе она максимальна. Это явление получило название «игра цвета».
Известно то, что в плотных средах скорость света становится меньше и при попадании в них волн невидимого человеческим глазом диапазона эти волны становятся видимыми. Явление это называется люминисценцией, причем алмаз способен сделать видимыми не только ультрафиолетовые волны, но и рентгеновские. Благодаря последним можно обнаружить алмазы в куче пустой породы: такой метод называется рентгенолюминесценцией.
Алмазы не всегда были драгоценными камнями, имевшими ценность и шкалу стоимости. В природе этот камушек непривлекателен - простая шершавая стекляшка. Ценность ему придает огранка. Находки алмазов в древности были случайными и ценили некоторые экземпляры из-за их размеров или особенностей. Массового применения этот камень не находил, хотя его месторождения имелись.
Все изменилось в XIX веке, когда в Южной Африке около современного города Кимберли на ферме братьев де Бирс обосновались искатели алмазов. Камней на этих землях было много, но настоящая промышленная их добыча стала связана с именем Сесиля Родса. Он не разбогател на копании, как и все старатели, поэтому решил заработать на обслуживании этого процесса: он продавал старателям продукты, откачивал из шахт воду, для чего приобрел единственную в Африке помпу, торговал инструментом. В обмен Родс получал не деньги (их все равно не было), а участие в прибыли, добытые алмазы и земельные паи.
Вскоре Сесиль Родс стал монополистом на рынке алмазов, чему поспособствовали Ротшильды, а бриллианты стали потребительским товаром, доступным не только королям. Монопольное положение де Бирс пошатнулось только в середине XX века благодаря антимонопольному законодательству в США и началу массовой добычи в странах, где возможностей захвата рынка в принципе не было - например, в СССР.
Алмазы образуются под высоким давлением, приурочены их месторождения к зонам древнего вулканизма. Места прорыва магмы на поверхность, заполненные впоследствии породой, стали называться кимберлитовыми трубками - в честь города Кимберли. Сегодня крупнейшими добытчиками алмазов являются следующие страны (список в порядке убывания):
- Россия.
- Ботсвана.
- Канада.
- Ангола.
В ювелирном производстве бриллиант - ограненный алмаз - считается самым дорогим камнем. Связано это не столько с его твердостью и трудностью огранки, сколько с лимитированной добычей. По сути, драгоценные металлы и камни никакой стоимости не имеют: их нельзя есть, они не греют, и их настоящие ценные качества никакого влияния на цену не оказывают. Само понятие «драгоценность» - не что иное, как мыльный пузырь, но этот пузырь поддерживается добывающими компаниями и ювелирами.
Существует несколько способов огранки алмазов, при которой они лучше всего проявляют такое свое свойство, как игру цвета. Играет свою роль и исходная форма камня, поскольку огранщик старается свести его потери к минимуму. Наиболее распространенными формами бриллианта являются:
Редким камням придают индивидуальную форму. Зачастую такие камни имеют имена.
Цвет алмаза, в отличие от других минералов, имеет оригинальную природу. Количество изоморфных включений в кристаллической решетке невелико - это могут быть азот, бор, кремний и железо. Последние 2 влияния на окраску не оказывают. Азот может придавать камню желтый цвет, а бор - голубой. Но главная причина цветной окраски - систематические дефекты решетки. В зависимости от особенностей ее структуры камень может быть коричневым, розовым и зеленым.
Отходы ювелирного производства массово применяются в промышленности для изготовления абразивного инструмента, сверел и резцов. Несмотря на свою низкую ударопрочность, в составе композитов алмаз показывает себя с лучшей стороны: другие материалы компенсируют его хрупкость.
Этот минерал имеет хорошие перспективы в микроэлектронике. У него высокие показатели пробивного напряжения, хорошая устойчивость к радиации и высокая теплопроводность, ввиду чего алмаз имеет преимущества перед кремнием в экстремальных условиях. Получены пленочные кристаллы с донорскими и акцепторными примесями в структуре - бором и фосфором.
Какой минерал самый твердый, всем ясно - алмаз. Но если обратить внимание на другие его качества и сравнить с некоторыми искусственными материалами, то алмаз можно оставить далеко позади. Так, предел прочности на сжатие среди природных минералов у алмаза действительно высок - 1961 МПа. Но у твердых сплавов он выше и может достигать 4903 МПа. То же самое касается прочности на изгиб, которая составляет 206-490 МПа, что сравнимо с показателями для стали. У твердых сплавов этот показатель выше в 4 раза.
Слабое место алмаза - его хрупкость. Ударная вязкость этого минерала всего в полтора раза выше, чем у стекла; разбить его молотком труда не составит. Поэтому назвать алмаз самым прочным минералом нельзя.
Что касается твердости, то сравнить самый твердый минерал в мире с другими можно в таблице. В ней будут даны как относительные, так и абсолютные показатели этой величины, измеренные склерометром.
Близкая к алмазу модификация углерода - лонсдейлит - имеет твердость 7,5. Чуть тверже его один из искусственных камней - фианит. Часто именно он заменяет алмаз в ювелирных изделиях для удешевления. Другой заменитель - муассанит, представляет собой карбид кремния и его твердость приближается к таковой у алмаза - 9,25.
Что касается эльбора, то он представляет собой нитрид бора, BN. По твердости он приближен к алмазу максимально, но лишен такого его недостатка, как растворение в железе при нагревании. Поэтому как абразив эльбор более перспективен.
Иногда в быту твердость оценивают оконным стеклом. Оно в этой шкале находится между баллами 5 и 6. Таким образом, стекло может царапать апатит и все, что выше него, а ортоклаз и более твердые минералы сами царапают стекло. Стальным напильником можно обработать ортоклаз, а медью - кальцит. Поэтому ничего удивительного в строительстве египетских пирамид нет: известняк прекрасно пилился медным инструментом. Наконец, гипс и тальк можно крошить ногтями.
В последние годы нашли материал тверже алмаза. Его создали на основе другой модификации углерода - фуллерена, и назвали фуллеритом. Его структура представляет собой молекулярный кристалл, элементарная единица которого состоит из 60 атомов углерода, соединенных в сферу. Найти ему применение пока что не удалось, да и производить фуллерит сложно - для его синтеза требуется сверхвысокое давление.
Современной науке геологии известны тысячи самых разнообразных минералов и горных пород. И уж кто-кто, а геологи точно знают, какой камень самый прочный в мире. А знаете ли вы ответ на этот вопрос? Если нет, обязательно прочитайте нашу статью.
Самый прочный камень - это…
Природой создано огромное количество различных минералов. Одни из них настолько мягкие, что крошатся в руках. А вот другие не деформируются даже от самого сильного удара. Какой камень самый прочный в природе? Давайте разбираться.
Если говорить исключительно о минералах, то ответ очевиден - это алмаз. Данное природное образование является одной из форм чистого углерода, которая образуется в недрах Земли на значительных глубинах. Минерал находится на вершине с абсолютной твердостью в 1600 единиц. Кроме того, алмаз обладает еще и таким качеством, как метастабильность (то есть, способностью существовать неограниченно долгий период времени при нормальных условиях среды).
Стоит отметить, что под словом «камень» может подразумеваться еще и такое понятие, как горная порода (агрегат из одного или нескольких видов минералов). Определить абсолютного рекордсмена по твердости среди горных пород не так просто. Чаще всего в список самых прочных камней попадают следующие породы:
- Габбро.
- Диабаз.
- Гранит.
Минерал алмаз: основные свойства
Итак, самый дорогой, самый желанный, самый красивый и самый прочный камень на Земле - это алмаз. И с этим сложно поспорить. Впрочем, само название этого минерала более чем красноречиво. Слово «алмаз» в переводе с древнегреческого языка означает «несокрушимый».
Первые исторические свидетельства о прозрачном камне невиданной прочности пришли к нам из Древней Индии и Китая. При этом индусы называли его фарий. А вот китайцы еще в третьем тысячелетии до нашей эры применяли алмазы для шлифовки своих церемониальных топоров, изготовленных из корунда.
Какими же физико-механическими свойствами обладает самый прочный камень в мире? Давайте перечислим самые основные из них:
- Блеск: алмазный.
- Цвет черты: нет.
- Твердость: 10 (по шкале Мооса).
- Плотность: 3,47-3,55 г/см 3 .
- Излом: раковистый до занозистого.
- Сингония: кубическая.
- Теплопроводность: 900-2300 Вт/(м·К) (очень высокая).
Наиболее распространенная окраска алмазов - желтая или бесцветная. Реже всего в природе встречаются минералы зеленого, синего, красного или черного цвета. Еще одно важное свойство всех алмазов - это способность к люминесценции. Под воздействие солнечного света они начинают светиться и переливаться различными цветами и оттенками.
- Алмаз, графит и уголь - все эти вещества состоят из одного и того же элемента (углерода).
- На некоторых планетах Солнечной системы идут алмазные дожди.
- Алмаз нельзя назвать самым редким камнем на Земле. Существует как минимум десять драгоценных камней, которые встречаются в земной коре намного реже.
- Штаб-квартира крупнейшей компании по добыче и обработке природных алмазов расположена в Йоханнесбурге (ЮАР).
- При определенных условиях алмазы можно синтезировать из текилы или арахисового масла.
- Луч света, проходящий сквозь тело данного минерала, снижает свою скорость в два раза.
- 80% добываемых сегодня алмазов используется в промышленных целях.
Главные месторождения алмазов
Алмазы образуются на глубине 80-150 километров под воздействием колоссального давления и температуры. Затем благодаря вулканической деятельности они поднимаются ближе к поверхности нашей планеты, образуя при этом вертикальные месторождения - кимберлитовые трубки. Вот так, например, выглядит горловина такой трубки в Якутии (алмазный карьер «Мир»):
Помимо этого, некоторые алмазы могут иметь и метеоритное происхождение. Такие минералы образуются при контакте космического тела с поверхностью Земли. Так, «внеземные алмазы» были обнаружены в Большом Каньоне в США.
Так уж сложилось, что самые богатые залежи алмазов на Земле сосредоточены в недрах Африки. Именно здесь базируется крупнейшая по добыче ценного минерала компания в мире - De Beers. Алмазы сегодня активно добываются в ЮАР, Анголе, Ботсване, Намибии, Танзании, России, Канаде, Австралии. Лидером российской алмазной промышленности является компания "АЛРОСА".
Применение алмазов в промышленности
Не стоит думать, что алмазы используют исключительно в ювелирном деле. Самый твердый камень нашел широкое применение также в промышленности. В частности, из него производят сверхпрочные сверла, ножи, резцы и прочие изделия. (по сути, отходы, получаемые при обработке природных алмазов) применяется как абразив при производстве точильных дисков и кругов.
Используют алмазы также в ядерной энергетике и квантовой электронике. Еще одна крайне перспективная сфера в наши дни - микроэлектроника на алмазных подложках.
Гексагональный алмаз
Еще десять лет назад алмаз можно было считать на Земле. Но в 2009 году группа ученых из Китая и США сумела доказать ложность такого утверждения. По их убеждению, самым прочным веществом в мире является искусственный материал под названием лонсдейлит (или гексагональный алмаз).
При помощи метода компьютерного моделирования ученым удалось установить, что данный материал на 58% прочнее, нежели алмаз. И если последний разрушается при давлении в 97 гигапаскалей, то лонсдейлит способен выдерживать нагрузки в 152 гигапаскалей.
Однако гексагональный алмаз существует пока только лишь в теории. Впрочем, ученые сомневаются, что новый материал когда-либо будет применяться на практике. Ведь процесс его получения является чрезвычайно сложным и дорогостоящим.
Драгоценный камень некоторое время назад потерял свой титул самого твёрдого материала в мире, уступив искусственным наноматериалам немного большей твёрдости. Сегодня редкое натуральное вещество, по всей видимости, оставит всех прочих позади - оно на 58% твёрже алмаза.
Зиченг Пэн (Zicheng Pan) из Шанхайского университета Цзяо Тун совместно с коллегами смоделировал, как атомы в двух субстанциях предположительно имеющих свойства очень твёрдых материалов будут реагировать на воздействие специального датчика.
Экстремальные условия
Первый - вюрцит бор нитрид имеет сходную с алмазом структуру, но состоит из других атомов.
Второй - минерал лонсдейлит, или гексагональный алмаз, состоит из атомов углерода, таких как алмаз, но они организованы по-другому.
Моделирование показало, что вюрцит бор нитрид способен выдержать на 18% больше воздействия, чем алмаз, а лонсдейлит - на 58% больше. Если результаты подтвердятся в рамках физических экспериментов, оба материала окажутся намного твёрже любого известного вещества.
Но произвести такие испытания будет не просто, т.к. оба материала не часто встречаются в природе.
Редкое вещество лонсдейлит формируется, когда метеориты, содержащие графит падают на Землю, а вюрцит бор нитрид формируется в процессе вулканических извержений при высоких температурах и давлении.
Гибкость
При успешных результатах вюрцит бор нитрид может стать наиболее применимым из двух, благодаря тому, что он устойчивый к кислороду при более высоких температурах, чем алмаз. Это делает его идеальным для применения на концах режущих и сверлильных инструментов, работающих при очень высоких температурах, или в качестве коррозиеустойчивых плёнок - на поверхности космических кораблей, например.
Парадоксально, своей твёрдостью вюрцит бор нитрид обязан гибкости связей между атомами, которые его образуют. Когда материал подвергается воздействию, некоторые связи меняют направление почти на 90º, чтобы ослабить напряжение. После того, как алмаз и вюрцит бор нитрид были подвергнуты одному и тому же процессу, что-то в структуре вюрцит бор нитрида сделало его почти на 80% твёрже, утверждает соавтор исследования Чанфенг Чен (Changfeng Chen) из университета Невады в Лас-Вегасе.
Учёные подчёркивают, для того, чтобы доказать теорию, необходимы монокристаллы каждого из материалов. На данный момент не существует способов изолировать или вырастить такие кристаллы.
На сегодняшний день не существует единой классификации полудрагоценных камней , есть лишь условное деление. Узнать все о камнях, их свойства описания можно на сайте http://www.catalogmineralov.ru/cont/poludragocennye_kamni.htm. Решая сделать подарок с полудрагоценным камнем близкому человеку, для начала ознакомьтесь с этим камнем.
Твердость камней определяется твердость по Моосу на царапанье и твёрдость по Розивалю. В наше время определяют твердость камней по шкале Мооса только коллекционеры и любители. Раньше когда оптика ещё не была сильно развита методом определения твёрдости на царапанье определяли подлинность драгоценных камней. Сейчас научились искусственно выращивать камни и поэтому метод Мооса определяет не очень точно. Придумал этот способ определение твёрдости Венский минералог Фридрих Моос. У этого метода есть недостаток можно повредить камень но зато есть и плюсы он не требует наличия дорогого оборудования и наличия лаборатории.
Принцип этого метода заключается в определение сопротивления камня на царапанье его поверхности острым специальным предметом. Камни имеющие твердость по Моосу выше 7 являются твёрдыми камнями, а камни с твёрдостью ниже 7 подвержены стиранию обычной пылью так как пыль содержит мельчайшие зёрна кварца которые имеют твёрдость по Моосу 7. Поэтому камни имеющие твёрдость по Моосу ниже 7 быстро тускнеют, у них быстро стирается полировка и сильно царапаются при контакте с более твёрдыми предметами. Производить твёрдость на царапанье нужно только острым краем образца только по ровным и свежим поверхностям камня, а если определять на ребристых образований или на выветренных с поверхности штуфов то значения твёрдости на царапанье будут получаться заниженными. Некоторые камни на разных гранях и на разных плоскостях могут иметь разную твёрдость царапанья. Например такие отличия имеет алмаз и благодаря этому его можно шлифовать хотя твердость алмаза по шкале Мооса считается самой высокой.
Ниже приведена относительная шкала твердости камней по Моосо в которой показано как можно поцарапать камень и какую твёрдость шлифования по Розивалю имеет камень в зависимости от твёрдости царапанья по Моосу.
Шкала Мооса таблица простого определения твёрдости
Определив твёрдость царапанья камня затем можно по специально созданной таблице определить соответствие камня.
Относительная таблица Мооса.
| Камень | Твёрдость по Моосу | Камень | Твёрдость по Моосу | Камень | Твёрдость по Моосу |
|---|---|---|---|---|---|
| Алмаз | 10 | Смарагдит | 6,5 | Томсонит | 5-5,5 |
| Рубин | 9 | Везувиан | 6,5 | Титанит | 5-5,5 |
| Сапфир | 9 | Силлиманит | 6-7,5 | Чпатит | 5 |
| Александрит | 8,5 | Касситерит | 6-7 | Аугелит | 5 |
| Хризоберилл | 8,5 | Эпидот | 6-7 | Диоптаз | 5 |
| Цейлонит | 8 | Гидденит | 6-7 | Гемиморфш | 5 |
| Родицит | 8 | Кунцит | 6-6,5 | Смитсонит | 5 |
| Шпинель | 8 | Амазонит | 6-6,5 | Страз | 5 |
| Таафеит | 8 | Авантюриновый полевой шпат | 6-6,5 | Вардит | 5 |
| Топаз | 8 | Бенитоит | 6-6,5 | Кианит | 4.5 и 7 |
| ИАГ-гранат (гранатит) | 8 | Ортоклаз | 6-6.5 | Апофиллит | 4,5-5 |
| Аквамарин | 7,5-8 | Эканит | 6-6,5 | Шеелит | 4,5-5 |
| Берилл | 7,5-8 | Фабулит | 6-6.5 | Цинкит | 4,5-5 |
| Ганит | 7,5-8 | Лабрадор | 6-6,5 | Колеманит | 4,5 |
| Пейнит | 7,5-8 | Лунный камень | 6-6,5 | Варисцит | 4,5 |
| Фенакит | 7,5-8 | Нефрит | 6-6,5 | Пурпурит | 4,5 |
| Изумруд | 7,5-8 | Петалит | 6-6,5 | Баритокальци т | 4 |
| Альмандин | 7,5-8 | Пренит | 6-6,5 | Флюорит | 4-4,5 |
| Андалузит | 7,5 | Пирит | 6-6,5 | Магнезит | 4 |
| Эвклаз | 7,5 | Рутил | 6-6,5 | Родохрозит | 4 |
| Гамбергит | 7,5 | Амблигонит | 6 | Доломит | 3,5-4,5 |
| Уваровит | 7,5 | Битовнит | 6 | Сидерит | 3,5-4 |
| Кордиерит | 7-7,5 | Санидин | 6 | Арагонит | 3,5-4,5 |
| Данбурит | 7-7,5 | Тугтупит | 6 | Азурит | 3,5-4 |
| Гроссуляр | 7-7,5 | Гематит | 5,5-6,5 | Куприт | 3,5-4 |
| Пироп | 7-7,5 | Опал | 5,5-6,5 | Халькопирит | 3,5-4 |
| Спессартин | 7-7,5 | Родонит | 5,5-6,5 | Малахит | 3,5-4 |
| Ставролит | 7-7,5 | Тремолит | 5,5-6,5 | Сфалерит | 3,5-4 |
| Турмалин | 7-7,5 | Актинолит | 5,5-6 | Церуссит | 3,5 |
| Аметист | 7 | Анатаз | 5,5-6 | Говлит | 3,5 |
| Авантюрин | 7 | Бериллонит | 5.5-6 | Витерит | 3,5 |
| Горный хрусталь | 7 | Элеолит | 5,5-6 | Кораллы | 3-4 |
| Цитрин | 7 | Гаюин | 5,5-6 | Жемчуг | 3-4 |
| Дюмортьерит | 7 | Периклаз | 5,5-6 | Ангидрит | 3-3,5 |
| Дымчатый кварц (раухтопаз) | 7 | Псиломелан | 5.5-6 | Барит | 3 |
| Розовый кварц | 7 | Содалит | 5,5-6 | Кальцит | 3 |
| Тигровый глаз | 7 | Бразилианит | 5,5 | Курнаковит | 3 |
| Циркон | 6,5-7,5 | Хромит | 5,5 | Вульфенит | 3 |
| Агат | 6,5-7 | Энстатит | 5.5 | Гагат | 2,5-4 |
| Аксинит | 6.5-7 | Лейцит | 5.5 | Крокоит | 2,5-3 |
| Халцедон | 6,5-7 | Молдавит | 5.5 | Гарниерит | 2,5-3,5 |
| Хлоромеланит | 6,5-7 | Натролит | 5,5 | Гейлюссит | 2,5 |
| Хризопраз | 6,5-7 | Виллемит | 5.5 | Прустит | 2,5 |
| Демантоид | 6,5-7 | Скаполит | 5-6,5 | Серпентин | 2,5 |
| Окаменелое дерево | 6.5-7 | Канкринит | 5-6 | Хризоколла | 2-2,5 |
| Жадеит | 6,5-7 | Диопсид | 5-6 | Слоновая кость | 2-4 |
| Яшма | 6-7 | Г иперстен | 5-6 | Янтарь | 2-3 |
| Корнерупин | 6,5-7 | Ильменит | 5-6 | Морская пенка (сепиолит) | 2-2,5 |
| Перидот(хризолит) | 6,5-7 | Лазурит | 5-6 | Алебастр | 2-2,5 |
| Танзанит | 6,5-7 | Лазулит | 5-6 | Улексит | 2 |
| Г аллиант | 6,5 | Танталит | 5-6 | Вивианит | 1,5-3 |
| Перистерит | 6,5 | Бирюза | 5-6 | Стихтит | 1,5-2,5 |
| Соссюрит | 6,5 | Датолит | 5-5.5 | Сера | 1,5-2 |
| Сингалит | 6,5 | Обсидиан | 5-5,5 |
В этой таблице каждый экземпляр в шкале Мооса имеет свою твёрдость. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА АЛМАЗА
Структура алмаза
Алмаз — это самый твердый минерал, не только на Земле, но и во Вселенной (10 единиц по десятибальной шкале Мооса). Он состоит углерода, который представляет собой плотнейшую упаковку атомов углерода. необычайно твёрдый, но в то же время хрупкий камень, который при резком и сильном ударе может расколоться на куски.
Структура графита
Кристаллы алмаза полностью прозрачны (если в них отсутствуют трещины), они могут быть не только бесцветными, но и желтыми, голубыми, зелеными, розовыми, коричневыми, серыми. Редко природные алмазы имеют черную окраску. Алмазы находят не только в виде единичных кристаллов, но также в виде сростков, шаровидных агрегатов, тонкозернистых агрегатов неправильной формы.
Специалисты-оценщики насчитывают 1000 природных ювелирных разновидностей алмазов.
Они учитывают цвет, прозрачность, трещиноватость, форму кристаллов, наличие включений и другие параметры сырья. Учитываются тончайшие изменения оттенков цвета камня и прозрачности, направление трещин, скопления включений и другие тонкие нюансы.
Ярко окрашенные алмазы всегда очень ценились как мастерами-ювелирами, так и покупателями камней. Крупные камни всегда детально описывались, они получали собственные имена. Их история тщательно описывалась.
Ограненный алмаз называется бриллиант . Существует специальная бриллиантовая форма огранки, хотя каждый камень гранится индивидуально, и мастер-огранщик смотрит по форме и цвету камня, какую огранку выбрать.
КАК ОБРАЗУЮТСЯ АЛМАЗЫ?
Как, при каких природных условиях углерод, который на поверхности Земли представлен одним из самых мягких минералов — графитом, мог сгруппироваться в плотнейшую структуру алмаза?
Теорий несколько, но самой достоверной считается теория, по которой алмазы сформировались в мантии Земли, на глубине около двухсот километров, и при давлении не менее 50 000 атмосфер. При этом в глубине молодой, формирующейся Земли, создавалось избыточное давление, газы и твердое вещество взрывообразно поступало на земную поверхность. В коренных породах, кимберлитах, алмазы находят в так называемых трубках взрыва . Это уникальные структуры диаметром к километр и более, овальной и округлой формы. Они заполнены голубоватым брекчированным кимберлитом (относится к ультраосновным породам) и уходят на глубину, возможно, на десятки, а, может быть, и сотни километров. Среди кимберлитов и находятся алмазы. Возраст таких алмазов очень велик — он составляет от ста миллионов лет до 2.5 миллиардов лет.
Если кимберлитовая трубка выходит на поверхность Земли, то она разрушается процессами выветривания пород. Алмазы вместе с породой перемещаются и оказываются на склонах гор в рыхлых породах и в реках, среди песка и гальки. Такие месторождения называются россыпями . Алмазы из них добывают так же, как и золото — методом промывания пород, вручную или с помощью несложного оборудования.
Если на Землю падают крупные метеориты, то скорость их, в атмосфере и при ударе, очень велика (все мы помним, с какой немыслимой скоростью пронесся Челябинский метеорит). При ударе о горные породы, состоящие из углерода (угли, углистые сланцы), также могут образовываться алмазы. Например, на севере Сибири (граница Красноярского края и Якутии) находится структура (большой кратер), образовавшийся при ударе метеорита — Попигайская астроблема . Диаметр кратера составляет около ста километров, событие произошло 36 миллионов лет назад (геологический период эоцен ). В пределах кратера находится крупное месторождение алмазов, образовавшихся в результате ударного воздействия метеорита на углеродсодержащие горные породы (импактные алмазы).
Месторождения алмазов не редки, они обнаруженны на всех земных континентах, за исключением Антарктиды. У нас в России наиболее известны месторождения Якутии (Трубка Мира) и Архангельской области. Промышленная добыча алмазов ведется в Южно-Африканской Республике, в Ботсване, в Канаде и в Анголе.
ЗНАМЕНИТЫЕ АЛМАЗЫ
Здесь мне хочется упомянуть только самые знаменитые алмазы, названия которых вошли в фильмы, книги, часто упоминаются и находятся на слуху. Вообще, крупных алмазов, найденных как в наше время, так в на протяжении последний двух тысячелетий, насчитывается несколько сотен. Среди них немало камней, овеянных мифами и легендами, имеющих собственные, часто кровавые и неприглядные истории, связанные с грабежами, убийствами и дворцовыми переворотами.
Куллинан — прозрачный бесцветный алмаз, был найден в 1905 году в Южно-Африканской республике. Он имел размер 50х65х110 миллиметров. Из этого камня изготовили 105 ограненных бриллиантов, в том числе бриллиант под названием Звезда Африки, который затем был вставлен в скипетр Великобритании (Британской Империи).
Алмаз Куллинан
Кохинур — прозрачный бесцветный алмаз, найденный в Индии приблизительно в восьмисотом году нашей эры. Алмаз имеет богатую историю, он много раз менял своих хозяев и переходил из рук в руки. Сейчас этот знаменитый бриллиант находится в Великобритании, его огранили и он вставлен в корону королевы Елизаветы.
Алмаз Кохинур в короне королевы Елизаветы
Алмаз Орлов — камень, хранящийся в Алмазном Фонде России. Этот бриллиант также имеет богатую историю, он был найден в 17 веке в Индии. В настоящее время вставлен в императорский скипетр Екатерины Второй.
Алмаз Орлов в скипетре
Великий Могол — этот крупный алмаз был найден в индии в 17 веке, также имеет длинную и богатую историю. Из него выточен бриллиант весом 279 карат.
Алмаз Великий Могол
АСТРОЛОГИЯ ОБ АЛМАЗАХ
Этот камень считается символом твердости духа, силы намерения, физических сил и духовной стойкости, чистоты, непогрешимости и несокрушимости. Украшения с алмазами могут носить представители всех знаков Зодиака, но особенно они хороши для Овна, Девы и Весов .