Diamant a jeho fyzikálne vlastnosti

Slovo diamant je odvodené z gréckeho slova αδάμας, adamas, nepremožiteľný.

Diamant tvorí kubická kryštalická forma uhlíka (ďalšími formami uhlíka sú grafitlonsdaleit tzv. hexagonálny diamant a synteticky pripravené fullerény). Diamanty sú známe svojimi výnimočnými fyzikálnymi vlastnosťami, najmä tvrdosťou a vysokou disperziou svetla. Vďaka týmto a ďalším vlastnostiam je diamant veľmi žiadaný v klenotníctve a na priemyselné použitie. 

Mechanické vlastnosti:

Kryštálová štruktúra

Diamanty kryštalizujú v kubickej kryštalickej mriežke a obsahujú atómové väzby v tvare štvorstenu. Minerál lonsdaleit sa niekedy označuje ako hexagonálny diamant. V skutočnosti nemá s pravým diamantom okrem toho, že je to alotropická modifikácia uhlíku nič spoločné. V klenotníctve sa lonsdaleit nepoužíva. Usporiadanie atómov do štvorstenu je príčinou mnohých vlastností diamantu. Je to spôsobené tým, že každý atóm uhlíka ma štyri susedné atómy. Teda práve toľko koľko má elektrónov schopných vytvárať väzby. Plne nasýtené kovalentné väzby sú teda príčinou vlastnosti diamantu. Tuha (grafit) má na rozdiel od diamantu atómy uhlíka usporiadané do hexagonálnej mriežky, čo spôsobuje veľký rozdiel vo fyzikálnych vlastnostiach. Grafit je veľmi mäkký, tmavosivý nepriehľadný minerál.

Tvrdosť

 Diamant je najtvrdší prírodný materiál. Má najvyššiu tvrdosť 10 v Mohsovej stupnici tvrdosti. V rôznych testoch dosahuje absolútnu tvrdosť v rozmedzí 167 až 231 gigapascalov. Tvrdosť diamantu bola známa od antických čias, odkiaľ pochádza jeho meno. Široké priemyselné využitie diamantu je založené na jeho výnimočnej tvrdosti. Diamant možno použiť na leštenie a rezanie ľubovoľného materiálu, vrátane iných diamantov. Tvrdosť diamantu tiež prispieva k tomu, že je obľúbený ako drahokam. Pretože je ho možné poškrabať iba iným diamantom, dlho si zachováva lesklý povrch aj pri dennom nosení. Preto sa v mnohých krajinách často používa na zásnubných a svadobných obrúčkach, ktoré sa nosia každý deň.

Krehkosť

 Aj keď je diamant veľmi tvrdý, teda odolný voči poškrabaniu, má priemernú krehkosť. Krehkosť popisuje ako ľahko sa materiál rozbije silným nárazom. Krehkosť diamantu, rovnako ako iných materiálov, závisí aj od makroskopickej geometrie. Diamanty niektorých tvarov sa preto ľahšie rozštiepia ako iné.

Farba

 Diamanty sa vyskytujú v rôznych priehľadných farebných odtieňoch: bezfarebné, biele, sivé, modré, žlté, oranžové, červené, zelené, ružové, hnedé, prípadne čierne. Zafarbenie diamantov je spôsobené prímesami alebo poruchami v štruktúre. Väčšina prímesí nahrádza atómy uhlíka v kryštalickej mriežke. Najčastejšia prímes je dusík spôsobujúci žlté alebo hnedasté zafarbenie diamantu.

Termodynamická stabilita

 Pri bežnom atmosférickom tlaku sú diamanty menej stabilné ako grafit, takže ich rozklad na grafit je termodynamicky výhodný (δH = −2 kJ / mol). Vďaka veľkej energetickej bariére sú diamanty metastabilné, teda za normálnych okolností by ich rozklad na grafit trval veľmi dlhý čas (možno dlhšie ako vek vesmíru). Diamanty horia pri teplotách nad 800 °C pri dostatočnom prístupe kyslíka. Horenie diamantov bolo preukázané koncom 18. storočia, ale zmienky sa datujú už od čias starého Ríma.