Tính chất và đặc điểm kim cương

Kim cương được mệnh danh là vị vua của đá quý, chúng sở hữu vẻ đẹp vượt thời gian và có giá trị kinh tế. Chúng ta sử dụng kim cương vì những tính chất vật lý vô cùng quý giá của chúng. Một trong số đó là độ cứng rất cao, độ khúc xạ tốt, độ dẫn nhiệt cao. Vậy điều già đã tạo nên những tính chất đặc biệt này, qua bài viết chúng tôi mong muốn được gửi tới bạn đọc những thông tin tổng quan về loại khoáng sản quý hiếm này.

Các tính chất của kim cương:

– Công thức: C

– Độ cứng : 10,0

– Tinh hệ : Lập phương.

– Tỷ trọng : 3,47 – 3,50 g/cm3

– Ánh : kim cương .

Nguồn gốc tên gọi:

Người Hy Lạp cổ đại gọi nó là Adamas – nghĩa là “không thể phá huỷ”.Theo giả thuyết khác, từ “Almaz” xuất phát từ từ Ba Tư Elma – có nghĩa là “Cứng nhất”.

Những đặc điểm chính của kim cương:

Tinh thể có dạng tám mặt, bốn mặt, lập phương, thường có bề mặt cong lồi. Kích thước của từng tinh thể thay đổi từ rất nhỏ tới khá lớn, có thể nặng tới hàng ngàn cara. Không màu, trong suốt hoặc có màu xanh da trời, trắng xanh, vàng nâu, lục, đỏ, xám và đen. Ánh kim cương mạnh, phát quang màu xanh, xanh lục khi chiếu tia tử ngoại hoặc rơnghen. Dẫn điện kém.Thứ không màu gồm có cacbon nguyên chất. Cũng có lẫn những chất tro mang màu, có khi tới tỷ lệ mấy % : SiO2, MgO, CaO, FeO, Fe2O3, Al2O3, TiO2…Trong kim cương thường thấy những bao thể, graphit và khoáng vật khác nữa.

Cấu trúc tinh thể

Hình: cấu trúc tinh thể kim cương

Tinh thể kim cương có cấu trúc lập phương nên có tính đối xứng cao và chứa những nguyên tử cacbon bậc 4. Vì có một nguyên tử cacbon liên kết với 4 nguyên tử cacbon gần nhất nên kim cương có rất nhiều tính chất riêng. Than chì, một dạng thù hình khác của cacbon, có một cấu trúc tinh thể hình bình hành khiến cho chúng có những tính chất vật lý khác hẳn so với kim cương. Than chì là một chất mềm, màu xám, đục. Một nguyên tố khác trong nhóm cacbon là silic có cấu trúc tinh thể giống kim cương. Khối lượng riêng của kim cương là 3,52 g/cm³.

Độ cứng

Kim cương là vật chất cứng nhất được tìm thấy trong tự nhiên, với độ cứng là 10 trong thang độ cứng Mohs cho các khoáng vật. Kim cương còn chịu được áp suất giữa 167 và 231 GigaPascal trong những đợt kiểm tra khác nhau. Điều này đã được biết đến từ rất lâu, và đó chính là nguồn gốc của tên gọi “kim cương”. Tuy nhiên, cacbon dạng lồng, một dạng thù hình của kim cương được điều chế vào năm 2005 được tin là còn cứng hơn cả kim cương.

Ngành công nghiệp sử dụng kim cương có từ rất lâu vì tính chất cứng rắn của chúng. Nó là khoáng vật có giá trị cao nhất trong hơn 3.000 mẫu khoáng vật mà con người biết đến. Vì là vật chất cứng rắn nhất trong thiên nhiên, kim cương được dùng để đánh bóng, cắt mọi bề mặt, ngay cả một viên kim cương khác. Các ngành công nghiệp thông thường dùng kim cương ví dụ như như là một mũi khoan, lưỡi cưa hay bột mài. Một ứng dụng rất có triển vọng là làm chất bán dẫn: một số viên kim cương có màu xanh lam chính là chất bán dẫn thiên nhiên, trái ngược với các loại kim cương có màu khác là những chất cách điện tốt.

Độ cứng của kim cương cũng khiến cho nó phù hợp hơn với vai trò của một món trang sức. Bởi vì nó chỉ có thể bị làm trầy bởi một viên kim cương khác nên nó luôn luôn sáng bóng qua thời gian. Khác với những loại đá quý khác chỉ có thể mang vào những dịp đặc biệt, kim cương phù hợp với trang phục thường ngày vì chúng rất khó bị trầy xước. Do đó, trên những chiếc nhẫn đính hôn hay nhẫn cưới, người ta thường đính kim cương lên, và những tập đoàn nữ trang hàng đầu thế giới vẫn luôn hô hào khẩu hiệu “diamonds are forever” để quảng cáo rầm rộ cho trang sức đính kim cương.

Hình: nhẫn cưới kim cương

Độ giòn

Khác với độ cứng, chỉ khả năng chống lại những vết trầy xước, độ giòn của kim cương chỉ từ trung bình khá đến tốt. Độ giòn chỉ khả năng khó bị vỡ của vật liệu. Độ giòn của kim cương một phần là do cấu trúc tinh thể của kim cương không chống chịu tốt lắm. Kim cương do đó cũng dễ bị vỡ hơn so với một số vật liệu khác, và câu chuyện lưu truyền về việc kiểm định kim cương bằng đe và búa của vua chúa xưa chỉ là truyền thuyết. Ngày nay, người ta thường dùng cối xay bằng thép nghiền nát kim cương để làm bột đánh bóng

Màu sắc

Kim cương có rất nhiều màu sắc: không màu, xanh dương, xanh lá cây, cam, đỏ, tía, hồng, vàng, nâu và cả đen. Những viên kim cương có những vệt màu sáng được gọi là những viên kim cương màu. Nếu viên kim cương có màu rất đậm, chúng sẽ được gọi là “có màu sắc rực rỡ”. Kim cương có màu là loại kim cương chứa một lượng nhỏ tạp chất, do trong cấu trúc của nó, một nguyên tử cacbon bất kỳ trong mạng tinh thể bị thay thế bởi một nguyên tử của nguyên tố khác. Thông thường nguyên tố đó là nitơ khiến cho kim cương có màu vàng. Nguyên tử kim cương nguyên chất không có màu. Kim cương có độ màu cực trắng sẽ được đánh giá là loại D, còn thấp nhất là Z, chỉ viên kim cương có màu hơi vàng ngả sang nâu.

Độ bền nhiệt độ

Ở áp suất khí quyển (1 atm) kim cương không ổn định có tính chất giống như như than chì có thể bị phân hủy. (ΔG = −2.99 kJ / mol). Kim cương sẽ cháy ở khoảng 800 °C, nếu có đủ ôxy. Điều này được miêu tả vào cuối thế kỷ 18 nhưng cũng tìm thấy được trong những cuốn sách cổ thời La Mã. Nhưng, do có một hàng rào động năng lớn, kim cương gần như không phân hủy. Dưới tác dụng của nhiệt độ và áp suất bình thường thì một viên kim cương chỉ có thể bị biến thành than chì sau một khoảng thời gian bằng khoảng thời gian để vũ trụ hình thành cho tới nay (13 tỷ năm).

Tính chất chữa bệnh của kim cương:

Người ta đã gán cho kim cương những tính chất chữa bệnh rất kỳ lạ. Người Hindu cổ đại đã cho rằng “Sự rung động ” của kim cương có tác động tích cực tới các cơ quan khác nhau của cơ thể, đặc biệt là tim và não. Kim cương làm giảm sốt, chống nhiễm khuẩn, giúp chữa bệnh da liễu, giảm mệt mỏi và tăng cường trao đổi chất. Thủa xưa, người ta cho rằng kim cương đặc biệt có tính khử độc. Còn cho rằng kim cương bảo vệ chủ của nó chống lại bệnh tật, xua đuổi những giấc mơ xấu, chống lại chứng bệnh tưởng, ngăn ngừa sự đột quỵ và kết sỏi trong cơ thể. Nhẫn mặt kim cương trợ giúp khi sinh nở. Trong lĩnh vực này, đặc biệt có tác dụng là kim cương màu xanh lá cây và nó thậm chí còn được coi là biểu tượng của tình mẫu tử.

Những nhà thạch học trị liệu học hiện đại khuyên nên uống mỗi ngày một cốc “nước kim cương”; Thứ nước dùng để ngâm đồ trang sức bằng vàng gắn kim cương để qua đêm. Khuyên không nên đeo đồ trang sức gắn kim cương của người khác hoặc kim cương chất lượng thấp. Kim cương phát huy tác dụng tốt khi điều trị trực tiếp. Những người bị bệnh xung động và huyết áp cao không nên đeo kim cương thường xuyên.

Tên gọi khác, biến thể:

Brilliant – Kim cương góc cạnh.

Bo: Tập hợp dạng hạt không trong suốt có nhiều bao thể và khe nứt.

Balas: Tập hợp dạng cầu nhỏ với cấu tạo tia sợi.

Cacbonado: Tập hợp dạng hạt nhỏ chặt sit hoặc có lỗ hổng, màu xám hoặc đen.

Framezit: Loại Bo màu đen.