АЛМАЗ И ЕГО ПОЛИМОРФНЫЕ МОДИФИКАЦИИ

Относящиеся сюда минералы также занимают особое положение среди самородных элементов. Эта группа представлена двумя резко различными по физическим свойствам полиморфными модификациями углерода: алмазом и графитом.

Кристаллическая структура алмаза в целом как бы похожа на структуру гранецентрированного куба, но отличается от нее тем, что атомы углерода располагаются не только на гранях куба, но также в центрах половинного числа малых кубов, чередующихся с пустыми малыми кубами.

Структура графита весьма существенно отличается от структуры алмаза. Ионы углерода в графите лежат листами, представленными плоскими гексагональными сетками, кристаллическая структура графита представляет плотнейшую упаковку крупных анионов, в которой половина треугольников в каждом листе занята маленькими катионами. Исходя из этого выделяется ряд свойств графита: его значительно меньший удельный вес по сравнению с алмазом, чрезвычайно легкая расщепляемость на тонкие чешуйки, резко выраженная оптическая анизотропия, а также анизотропия твердости, которую удается установить при очень точных тонких исследованиях (перпендикулярно к плоскости спайности 5,5 по Моосу, а в то же время, благодаря очень слабому сцеплению листов, настолько мягок, что мажет бумагу и пальцы). Этим же объясняется неоднородность поглощения света, чем и обусловлен черный цвет минерала. Допускают, что тип связи атомов в графите, в отличие от алмаза, в какой-то мере носит металлический характер, т. е. в связях участвуют также «металлические» электроны. С этим вполне увязываются такие свойства, как полуметаллический блеск, высокая электропроводность и др. Но по химической и термической стойкости графит все же близок к алмазу.

Алмаз С. Название происходит от греческого слова «адамас» –непреодолимый (очевидно, имелись в виду его наивысшая твердость и устойчивость по отношению к физическим и химическим агентам).

Разновидности: 1) борт – неправильной формы сростки и шаровидные лучистые агрегаты; 2) карбонадо – тонкозернистые пористые агрегаты, окрашенные аморфным графитом и посторонними примесями в буровато- черный цвет.

Бесцветные разновидности состоят из чистого углерода. Окрашенные же и непрозрачные разновидности в несгораемом остатке, достигающем иногда нескольких процентов, обнаруживают различные примеси. В виде включений в алмазах нередко наблюдается графит и некоторые другие минералы. Сингония кубическая. Наблюдаются двойники срастания. Размеры отдельных кристаллов варьируют от мельчайших до очень крупных, весящих не сколько сот и даже тысяч каратов. Бесцветный водяно-прозрачный или окрашенный в голубой, синий, желтый, бурый и черный цвета. Блеск сильный алмазный. Твердость 10. Абсолютная твердость в 1000 раз превышает твердость кварца и в 150 раз – корунда. Хрупок. Спайность средняя. Уд. вес 3,47-3,56. Электропроводность слабая.

Происхождение. Коренные месторождения генетически связаны с ультраосновными глубинными изверженными породами: перидотитами, кимберлитами и др. В этих породах кристаллизация алмаза происходит, очевидно, на больших глубинах в условиях высоких температур и давления. В ассоциациях с алмазом наблюдались: графит, оливин, хромшпинелиды, магнетит, гематит и др. Россыпные месторождения алмаза, устойчивого в экзогенных условиях, образуются за счет разрушения и размыва алмазоносных пород.

Практическое значение. Совершенно прозрачные алмазы применяются в ювелирном деле как драгоценные камни (бриллианты). Для технических целей употребляются мелкие алмазы, а также борт и карбонадо. Главным образом они используются в металлообрабатывающей, камнеобрабатывающей, абразивной и прочих отраслях промышленности.

Графит С. Название происходит от греческого слова «графо» – пишу.

Разновидности: графитит – скрытокристаллическая разность, шунгит – аморфная разность, образовавшаяся в результате природного коксования углей. Химический состав графита редко отличается чистотой. В значительных количествах часто присутствует зола, состоящая из различных компонентов, иногда вода, битумы и газы. Сингония гексагональная. Хорошо образованные кристаллы встречаются крайне редко. Они имеют вид шестиугольных пластинок или табличек, иногда с треугольными штрихами на грани. Агрегаты часто тонкочешуйчатые. Реже распространены шестоватые или волокнистые массы. Цвет графита железно-черный до стально-серого. Черта черная блестящая. Блеск сильный металловидный; скрытокристаллические агрегаты матовые. Оптически отрицателен. В тончайших листочках просвечивает серым цветом. Твердость 1. В тонких листочках гибок. Жирен на ощупь. Мажет бумагу и пальцы. Спайность совершенная. Уд. вес 2,09-2,23, у шунгита 1,84-1,98. Обладает высокой электропроводностью, что обусловлено очень плотной упаковкой атомов в листах. В кислотах не растворяется.

Происхождение. В природе графит образуется при восстановительных процессах в условиях высоких температур. Встречается иногда среди магматических горных пород разнообразного состава. Источником углерода во многих случаях являются вмещающие углеродсодержащие горные породы. Известны случаи находок графита в пегматитах. Широко распространены метаморфические месторождения графита, возникшие за счет каменных углей или битуминозных отложений в условиях регионального метаморфизма или под влиянием интрузий магмы.

Практическое значение. Графит применяется для самых различных видов производства: для изготовления графитовых тиглей, в литейном деле, производстве карандашей, электродов, для смазки трущихся частей, в красочной промышленности и др.

Лекция 10

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: