Алмаз и Графит

                                      Алмаз и Графит   

          Из всех известных драгоценных камней алмаз — самый простой по химическому составу: он состоит только из одного элемента — углерода. Можно сказать, что природа превзошла саму себя, когда создавала из одного и того же элемента два столь разных вещества, как твердый, блестящий, прозрачный алмаз и мягкий, жирный на ощупь, непрозрачный графит.

Это, пожалуй, единственный в природе случай, когда аллотропические  формы одного и того же элемента так резко отличаются друг от друга. Алмаз — твердейший из всех известных  веществ. По шкале Моо-са он стоит  на первом месте. Тверже алмаза в природе  ничего нет. Графит — один из самых  мягких минералов. Он легко оставляет  след на бумаге, и поэтому из него изготавливают грифели для карандашей. Плотность алмаза — 3,51 г на см3, графита  — 2,26 г на см3. Графит — прекрасный проводник, алмаз же обладает высоким  электрическим сопротивлением. Алмаз  сияет всеми цветами радуги, графит тускл и невзрачен.

Почему же они такие  разные? Все дело в кристаллической  решетке. И тот, и другой обладают кристаллической структурой. Элементарная ячейка структуры алмаза имеет форму  куба. В каждой вершине этого куба расположено по атому. По одному атому  находится в центре каждой грани, четыре — внутри куба. Эти четыре атома, находящиеся внутри куба, принадлежат  ему безраздельно и составляют душу кристалла. Каждый из атомов, расположенных  в центрах граней, является общим  для двух ячеек, а каждый из атомов, находящихся в вершинах куба,—  общим для восьми ячеек. Кубическая система — самая плотная упаковка атомов.

Атомы графита расположены  как бы слоями, состоящими из правильных шестиугольников. Из-за своей слоистой структуры графит легко расщепляется на чешуйки. Поэтому его твердость  несоизмерима с твердостью алмаза. Он легко поддается воздействию  химических реактивов, в то время  как алмаз не растворяется даже в  царской водке. Алмаз не подвергается химическому превращению в условиях земной поверхности на протяжении сотен  миллионов лет.

Несмотря на свою чрезвычайную твердость, алмаз хрупок. Он сравнительно легко раскалывается по так называемым плоскостям спайности, где межатомные связи относительно слабы по сравнению  с другими ориентациями. По этой причине нельзя стучать стеклорезом  по стеклу, иначе можно повредить  алмаз. Твердость алмаза не одинакова  даже в пределах одной и той  же грани.

По преданию, некий индийский  раджа предложил своему рабу свободу, если тому удастся разбить алмаз  ударом тяжелого молота о наковальню, в противном случае ему грозила  казнь. Раб с ужасом отказался  от этого предложения, а ведь мог  получить свободу.

Об этом свойстве алмаза — раскалываться от удара —  не было известно Плинию Старшему, который  был первым ученым, поведавшим миру об удивительных свойствах алмаза. Ни одна книга о минералах и  драгоценных камнях не обходится  без ссылок на этого ученого древности.

По свидетельству современников, Плиний все свободные от государственной  и военной деятельности часы посвящал научным и историческим исследованиям. Его «Естественная история» в 37 книгах — это своеобразная энциклопедия, содержащая обширные сведения по биологии, географии, медицине, минералогии и  многим другим разделам науки.

Раздел «Естественной  истории», посвященный алмазу, Плиний начинает так: «Величайшую цену между  человеческими вещами, а не только между драгоценными камнями имеет  алмаз, который долгое время только царям, да и то немногим, был известен». Эта фраза не может не вызвать  удивления, но не следует забывать, что написана она около двух тысяч  лет назад. «Твердость алмаза несказанная, — писал Плиний.— Он так сопротивляется ударам о наковальню, что железо с обоих концов разлетается, а  сама наковальня нагревается. Чем же можно одолеть сию несокрушимую силу, противодействующую сильнейшим вещам в природе — железу и  огню? — вопрошает Плиний и глубокомысленно  отвечает:— Алмаз разламывается  от козлиной крови и не иначе, как  будучи отмачиваемый в свежей и теплой».

Предвидя возможное недоумение читателей, Плиний сам ставит вопросы:

«Какому гению и какому случаю следует приписать данное открытие? Кто надоумил затеять столь  странный и таинственный опыт с поганым  животным?» И дает ответ: «Автором этого благодеяния следует признать божество».

У многих последующих исследователей описанный Плинием способ обработки  алмазов с помощью козлиной крови  вызвал удивление. Очевидно, этот рецепт был вывезен с родины царя камней — из Индии, где козел считался жертвенным животным. Поскольку свежая и теплая кровь козла призвана была умиротворять богов, то, по представлениям живших тогда людей, только она могла  укротить неодолимую силу алмаза.